Verständnis der Rolle der dynamischen Fehlordnung in Carbonaten durch inelastische und thermisch diffuse Röntgenstreuung in Kombination mit DFT-Rechnungen

• Antragsteller: Professor Dr. Björn Winkler
• Fachliche Zuordnung: Mineralogie, Petrologie und Geochemie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 258770031

Die Druck, Temperatur)-Phasendiagramme von Carbonaten ACO3, mit A = Mg2+, Ca 2+, Fe2+, Sr2+, sind oft komplex, da es bei hohen Temperaturen zu einer dynamischen Fehlordnung der CO3-Gruppen kommen kann. Bisher wurde die dynamische Fehlordnung nur für Calcit, CaCO3, intensiver untersucht. Die Ergebnisse waren aber widersprüchlich. Für die anderen Carbonate gibt es nur sehr wenige Untersuchungen der Temperaturabhängigkeit der dynamischen Fehlordnung. Hier wird vorgeschlagen, die dynamische Fehlordnung in Carbonaten durch eine Kombination von Messungen der thermisch diffusen Streuung, durch hochaufgelöste inelastische Röntgenstreuung, durch Mikrokalorimetrie und durch ergänzende Dichtefunktionaltheorie-basierte Rechnungen zu verstehen. Mit neuen experimentellen Methoden sollen Experimente bei Raumdruck bis zu den Zersetzungstemperaturen durchgeführt werden. Hochdruckexperimente bis zu Pmax = 20 GPa und Tmax = 800 K sollen in extern beheizten Diamantstempelzellen durchgeführt werden. Experimente bei noch höheren Temperaturen bis zu Tmax < 2000 K sollen mit einer kürzlich entwickelten Laserheizung durchgeführt werden. Die Messungen, die mit Hilfe von DFT-Rechnungen interpretiert werden, werden es uns erlauben, die Topologie von Phaasendiagrammen zu verstehen und die bestehenden Konflikte hinsichtlich der Interpretation früherer Ergebnisse aufzulösen. Die Ergebnisse können auf verwandte Systeme, wie z.B: NaNO3 übertragen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Beteiligte Person: Dr. Alexei Bosak