Alkaliborosilikate mit besonderen, vor allem thermischen und mechanischen Eigenschaften

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Das Vorhaben zielt auf die Erweiterung der verfügbaren Substanzauswahl an Boraten und Borosilicaten für spezielle Anwendungen. Während Borate durch ungewöhnliche optische Eigenschaften auffallen, sind Borosilicatgläser thermoschockunempfindlich und durch hohe chemische Resistenz verglichen mit anderen Gläsern ausgezeichnet. Die erwähnten Eigenschaften lassen sie für Anwendungen sowohl für unterschiedliche Gebrauchsartikel als auch zur Lagerung radioaktiver Abfälle geeignet erscheinen. Für ein grundlegendes Verständnis dieser Materialeigenschaften und die damit mögliche gezielte Suche nach Vertretern mit verbesserten Eigenschaften sind Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen chemischer Zusammensetzung, Struktur und thermomechanischen Eigenschaften im quasiternären Borosilicatsystem R2OB2O3-SiO2 (R = Na, K, Rb, Cs) vorgesehen. Im Hinblick auf neuartige Borate wird das quasibinäre Untersystem LiB3O5-NaB3O5 ebenfalls untersucht. Die strukturelle Charakterisierung der kristallinen oder glasartigen Strukturen wird mit Methoden der Röntgendiffraktometrie im Temperaturbereich 80-900 K vorgenommen. Die Synthese und chemische Analyse der Proben und eine erste strukturelle Charakterisierung erfolgen in St. Petersburg, die Strukturuntersuchung in Abhängigkeit von der Temperatur und die Prüfung der mechanischen Eigenschaften in Dresden. Ziel der Suche nach neuen Vertretern im Borosilicatsystem sind verschwindende thermische Ausdehnungskoeffizienten und hohe Bruchzähigkeit. Bei den Boraten sind die Ziele der Untersuchung und Optimierung nichtlinear-optischer Eigenschaften gepaart mit hoher Härte.