Defektchemie, Diffusionskoeffizienten und elektrische Leitfähigkeit mullitähnlicher Bi-Oxide

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Gesamtziel dieses Teilvorhabens ist es, auf der Grundlage der Fehlordnungsthermodynamik den Zusammenhang zwischen den Ladungs- und Materialtransportparametern und den thermodynamischen Variablen (Temperatur, Komponentenaktivitäten, Zusammensetzung) in Materialien des Typs Bi2M4O9± (M = Al3+, Ga3+, Fe3+) zu ermitteln. Erstes Teilziel ist dabei die Ermittlung des Sauerstoffstöchiometrieparameters  = (T, p(O2)) mittels der coulometrischen Titration und Thermogravimetrie. Zweites Teilziel ist die Quantifizierung der elektrischen und ionischen Leitfähigkeitsanteile mittels Messungen der elektrischen Leitfähigkeit einschließlich der Impedanzspektroskopie und der Sauerstofftracerdiffusion an ein- und polykristallinen Proben. Im Hinblick auf mögliche technische Anwendungen werden ergänzend als weiteres Teilziel die Kinetik des Oberflächenaustausches von Sauerstoff und die das Langzeitverhalten kontrollierende Diffusion repräsentativer Kationen (z. B. Al, Fe, Ga) quantitativ ermittelt. Sämtliche Messungen erfolgen nach Absprache mit den Verbundpartnern im gesamten Existenzbereich der betreffenden Mullit-ähnlichen Bi- Oxide, d. h., bei definierten Werten für T, p(O2) und (möglichst) der Komponentenaktivitäten, zumindest aber der Zusammensetzung bezüglich der Hauptkomponenten und der Dotierung.