Metastabilität und Kristallisation metamikter Minerale

• Antragsteller: Professor Dr. Ulrich Bismayer
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung von 2009 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 140248621

Metamike Minerale weisen eine durch natürliche radioaktive Alpha-Bestrahlung in ihrem periodischen Bau verschiedenartig gestörte Struktur auf. Die Materialien sind charakterisiert durch eine heterogene, amorphe bis quasi-amorphe Matrix mit darin befindlichen kristallinen Clustern. Metamikte Materialien sind metastabil und weisen drastisch veränderte Materialeigenschaften gegenüber langreichweitig geordneten Strukturen auf. Bei thermischer Behandlung wird die metastabile Struktur komplett reorganisiert und durchläuft in Abhängigkeit von ihrem gestörten Ausgangszustand Phasen der Nukleation und Rekristallisation von der lokalen Längenskala bis hin zur Neuordnung des ferngeordneten Kristalls. Atomare Restrukturierungsmechanismen über die Reorganisation von Polyederbaugruppen, die Kinetik der strukturellen Neuorganisation bis zur langreichweitigen Periodizität werden mittels in situ-Studien an ausgewählten metamikten Mineralen (Pyrochlore und Titanite verschiedener Verunreinigungs- und Metamiktisierungsgrade) studiert. Die Ergebnisse lokaler und integrierender experimenteller Methoden bilden auf verschiedenen Längenskalen die strukturelle Reorganisation und Ausbildung der Ordnung ab, sie werden mit dem makroskopischen Verhalten korreliert und auf der Basis der Studien wird die Kristallisation und Gleichgewichtseinstellung modellhaft behandelt.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1415: Kristalline Nichtgleichgewichtsphasen - Präparation, Charakterisierung und in situ-Untersuchung der Bildungsmechanismen
• Beteiligte Person: Dr. Carsten Paulmann