Bulk and grain boundary diffusion in molybdenum disilicide

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Im Rahmen des beantragten Vorhabens ist geplant, systematische Diffusionsuntersuchungen mit Tracermethoden an Molybdändisilizid durchzuführen. Die grundlegendsten Diffusionsprozesse in einer binären Verbindung sind die Diffusion der beiden Komponenten im Volumen und entlang der Korngrenzen. Molybdändisilizid hat eine tetragonale Kristallstruktur. Dies bedeutet, dass die Volumendiffusion anisotrop ist. Eine vollständige Untersuchung der Diffusion im Volumen erfordert daher Messungen möglichst für beide Komponenten an MoSi2-Einkristallen mit zwei unterschiedlichen Orientierungen. Einkristalle stehen uns aus einer Kooperation mit der Gruppe von Prof. Yamaguchi (Kyoto University) zur Verfügung. Wir werden uns zunächst auf die Untersuchung der Volumendiffusion konzentrieren. Die Kenntnis der Volumendiffusion ist unabdingbare Voraussetzung für Untersuchungen der Korngrenzdiffusion. Experimente zur Diffusion entlang Korngrenzen werden wir daher in Angriff nehmen, sobald die Untersuchungen der Volumendiffusion weit genug vorangetrieben sind. Wir beabsichtigen, unsere Untersuchungen zur Volumen- und Korngrenzdiffusion über möglichst weite Temperaturbereiche durchzuführen. Hieraus werden zuverlässige Werte für die Aktivierungsenthalpien und Vorfaktoren von Volumen- und Korngrenzdiffusion ermittelt. Die Anisotropie der Volumendiffusion lässt, zusammen mit theoretischen Überlegungen, auch Rückschlüsse auf den atomaren Mechanismus der Diffusion zu. Wir erwarten, dass durch diese Untersuchungen erstmals zuverlässige Diffusionsdaten für Molybdändisilizid im Volumen und entlang Korngrenzen erhalten werden. Hiermit wird ein vertieftes Verständnis des Diffusionsverhaltens dieses Materials möglich werden. Dies ist sowohl von wissenschaftlichem Interesse als auch von erheblicher Bedeutung für Anwendungen von Molybdändisilizid und verwandter Übergangsmetallsilizide als Strukturmaterialien bei höchsten Temperaturen.