5. Amorphe Festkörper
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- Klaudia Arnold
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1 5. Amorphe Festkörper [ Hunklinger ] WS 2013/14 1
2 Bisher: kristalline Festkörper mit - Nahordnung und vor allem - Fernordnung in den Anordnungen der atomaren Bausteine Jede dabei auftretende Abweichung von der Symmetrie (Gitterdefekte, Fremdatome etc.) haben wir dabei als Störung betrachtet. In nichtkristallinen Stoffen - Fernordnung fehlt (bisher grundlegende Eigenschaft) - Nahordnung ist aber vorhanden!!! -> Nahordnung entspricht meist den Baugruppen, sprich der Basis, des entsprechenden kristallinen Zustandes WS 2013/14 2
3 Strukturunterschiede kristalline amorphe Festkörper Vergleich Quarz kristallin amorph WS 2013/14 3
4 Amorphe Festkörper Wie kann es bei gleicher Nahordnung zum Verschwinden der Fernordnung kommen? - Variation des Bindungswinkels (einige Grad) - Verdrehung der Atome um eine Bindungsachse - Kleine statistische Schwankungen des Atomabstandes (einige Prozent) WS 2013/14 4
5 Metastabiler Zustand Die freie Enthalpie G amorph der amorphen Phase ist größer als die des kristallinen Zustandes. G = G amorph G kristallin > 0 Da G als Triebkraft (irreversible Thermodynamik) der Umwandlungsprozesse in den stabileren Zustand anzusehen ist, können demnach amorphe Festkörper nur existieren: - wenn die Differenz relativ klein ist - wenn der Übergang in eine kristalline Phase sterisch stark gehemmt ist. Das ist insbesondere bei komplexeren Strukturen oft der Fall! WS 2013/14 5
6 Weitere Besonderheiten - kontinuierlicher Phasenübergang fest - flüssig - isotrope physikalische Eigenschaften (Fehlen Fernord.!) - Wärmeleitung - Schallgeschwindigkeit - elektrische Eigenschaften - optische Eigenschaften (Brechungsindex) WS 2013/14 6
7 Strukturaufklärung - Aussagen über lokale Verteilung und Struktur liefern hochaufgelöste Untersuchungen wie TEM, eventuell noch AFM - Beugungs- und Streuexperimente mit Röntgenstrahlung bzw. Materiewellen (Elektronen, Neutronen) - wie schon behandelt ermöglichen: - Aussagen zur Strukturverwandtschaft zum kristallinen Zustand - Aussagen zum Kristallisationsgrad WS 2013/14 7
8 YBCO / CeO / YSZ /Si - Substrat kristallin WS 2013/14 8
9 YBCO / CeO / YSZ /Si - Substrat amorph WS 2013/14 9
10 YBCO / CeO / YSZ /Si - Substrat teilkristallin WS 2013/14 10
11 Radiale Verteilungsfunktion [ Schmidl ] WS 2013/14 11
12 Radiale Verteilungsfunktion Fourieranalyse des experimentellen Bildes (Winkelverteilung der Intensität des Beugungsbildes) liefert eine Radiale Verteilungsfunktion: - mittlere Anzahl der Atome, die sich in einem bestimmten Abstand vom betrachteten Atom aus befinden, d.h. man erhält eine - Häufigkeitsverteilung von Atomabständen -diese ist auf Grund der Nahordnung nicht statistisch! WS 2013/14 12
13 Radiale Verteilungsfunktion [ Schmidl ] WS 2013/14 13
14 Radiale Verteilungsfunktion [ Schmidl ] WS 2013/14 14
15 Verteilungsfunktion [ Schmidl ] WS 2013/14 15
16 Verteilungsfunktion [ Schmidl ] WS 2013/14 16
17 Herstellung amorpher FK WS 2013/14 17
18 Herstellung amorpher FK WS 2013/14 18
19 Herstellung amorpher FK WS 2013/14 19
20 Übergang Schmelze amorpher FK WS 2013/14 20
21 WS 2013/14 21
22 Gläser WS 2013/14 22
23 Gläser WS 2013/14 23
24 Metallische Gläser WS 2013/14 24
25 Metallische Gläser WS 2013/14 25
26 Gläser WS 2013/14 26
27 Gläser WS 2013/14 27
28 Glasübergang [ Hunklinger ] WS 2013/14 28
29 Kristall und Glas A 2 B 3 [ Hunklinger ] WS 2013/14 29
30 Amorphe Materialien [ Schmidl ] WS 2013/14 30
31 Amorphisieren durch Ionenbestrahlung WS 2013/14 31
32 Amorphisierung durch Ionenbestrahlung WS 2013/14 32
33 Rekristallisation WS 2013/14 33
34 6. Quasikristalline Festkörper [ R. Feile ] WS 2013/14 34
![[ R. Feile ]](/docs-images/93/113090736/images/35-3.jpg "WS 2013/14")
35 [ R. Feile ] WS 2013/14 35
36 [ Herlach, Holland-Moritz ] WS 2013/14 36
![[ R. Feile ]](/docs-images/93/113090736/images/37-3.jpg "WS 2013/14")
37 [ R. Feile ] WS 2013/14 37
38 [ Herlach, Holland-Moritz ] WS 2013/14 38
![[ R. Feile ]](/docs-images/93/113090736/images/39-3.jpg "WS 2013/14")
39 [ R. Feile ] WS 2013/14 39
40 [ R. Feile ] WS 2013/14 40
![[ R. Feile ]](/docs-images/93/113090736/images/41-3.jpg "WS 2013/14")
41 [ R. Feile ] WS 2013/14 41
42 WS 2013/14 42 [ R. Feile ]
43 [ R. Feile ] WS 2013/14 43
44 [ R. Feile ] WS 2013/14 44
![[ R. Feile ]](/docs-images/93/113090736/images/45-3.jpg "WS 2013/14")
45 [ R. Feile ] WS 2013/14 45
46 [ Herlach, Holland-Moritz ] WS 2013/14 46
47 Eigenschaften von Quasikristallen [ Herlach, Holland-Moritz ] WS 2013/14 47
48 Chemie-Nobelpreis 2011 Dan Shechtman WS 2013/14 48
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