Mikroskopisch-makroskopische Beziehungen in Granat-Mischkristallen

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Es sollen binäre Granat-Mischkristalle im System Ca3(Al,Fe,Cr)2Si3O12 bei hohem Druck und hoher Temperatur synthetisiert und dann experimentell untersucht werden. Die atomistischen, strukturellen und energetischen Prozesse, die die Bildung von ionischen Mischkristallen steuern, sind noch nicht völlig verstanden. Die Entstehung von einer Kation-Nahordung aus einem homogenen ungeordneten Mischkristall müsste zu lokalen strukturellen Heterogenitäten bzw. Gitterspannungen vom mikroskopischen bis hin zum mesoskopischen Bereich führen. Um ein vollständiges physikalisches Bild zu bekommen, sollen die Mischkristalle über verschiedene Korrelationslängen mit verschiedenen spektroskopischen und Röntgenbeugungs-Methoden untersucht werden. Desweiteren sollen Gitterenergie-Modellrechnungen vorgenommen werden. Danach sollen die Mischungsenthalpien von binären Mischkristallen mit Hilfe der Hoch-TemperaturLösungskalorimetrie bestimmt werden. Durch Untersuchungen verschiedener struktureller Eigenschaften im mikroskopischen bis hin zum mesoskopischen Bereich wird es möglich, makroskopische Eigenschaften (z. B. die thermodynamischen) zu verstehen.