Struktur und thermische Ausdehnung von Alkaliborosilikatkristallen und -gläsern

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Mit dem Vorhaben sollen neue Borosilikatmaterialien synthetisiert, strukturell charakterisiert und bezüglich ausgewählter Eigenschaften untersucht werden. Im Mittelpunkt des Interesses an Materialeigenschaften stehen niedrige thermische Ausdehnungskoeffizienten und solche, die durch fehlende Inversionssymmetrie möglich sind, wie z.B. nichtlineare optische oder piezoelektrische Eigenschaften. Da Borosilikate strukturell den bekannten Alumosilikaten (Leucit, b-Eukryptit, Feldspäte, u.a.) ähneln, soll die Erzeugung analoger Verbindungen vorgenommen werden. Unter den Borosilikaten betrachten wir Vertreter des Strukturtyps des Leucit (KAISi2O6) als besonders aussichtsreiche Kandidaten für Material verschwindender thermischer Ausdehnung wegen dessen ausgeprägter Toleranz gegenüber Ionensubstitution. Dazu muss die Wirkung von Substitutionen auf die Struktur bekannt sein. Als konkretes System soll die Reihe von Boroleuciten der Form R16X24(T,T')48O96 mit Kationensubstitutionen der R-, X- und (T,T') Lagen strukturell mittels Pulverdiffraktometrie (Rietveld) und hinsichtlich der genannten Eigenschaften untersucht werden. Außerdem soll die Struktur einiger Gläser ähnlicher Zusammensetzung charakterisiert werden, wobei die struktur-analytischen Ergebnisse an kristallinen Phasen zur Modellierung der Glasstrukturen Verwendung finden.