Elastische und anelastische Eigenschaften mullitähnlicher Verbindungen des Types Bi2M4O9

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Ziel des Verbundvorhabens ist es, durch Kombination ausgewählter experimenteller Methoden Struktur-Eigenschafts-Korrelationen an mullitähnlichen Verbindungen des Typs Bi2-2xAxM4O9-x (A = Sr2+, M = Al3+, Ga3+, Fe3+) zu studieren und anwendungsrelevante Eigenschaften zu optimieren. Aufgrund der engen Beziehungen zum Bindungssystem eines Kristalls kommt der Elastizität hierbei eine Schlüsselrolle zu. Im Rahmen dieses Projektes wird daher die Elastizität als Sonde verwendet, um in Kooperation mit den Verbundpartnern u.a. zu klären, welche Bedeutung das einsame Elektronenpaar des Bi3+ für die Stabilität der Kristallstruktur hat und welches die Mechanismen der Leitfähigkeit in diesen Materialien sind. Zentrale Untersuchungsmethode ist dabei die Ultraschallresonanzspektroskopie ergänzt durch die dynamische mechanische Analyse. Neben den elastischen Konstanten als Funktion von Temperatur, Frequenz und Chemismus werden insbesondere auch anelastische Relaxationsphänomene mit dem Ziel studiert, quantitative Aussagen über die zugrunde liegenden Defektmechanismen, welche wahrscheinlich mit der Ionenleitung in Zusammenhang stehen, machen zu können.