Links zu weiteren Portalen

Seiteninterne Suche

Aktuelles

Korrosion und Beständigkeit von Materialien in ammonothermalen Medien

Die Ammonothermal-Synthese stellt ein vielversprechendes Kristallzüchtungsverfahren zur Züchtung verschiedenster Verbindungen dar: unter anderem können Nitride, Amide, Ammoniakate und Imide synthetisiert werden. Der bekannteste Vertreter ist Gallium-Nitrid, ein Halbleiter, welcher in blauen LEDs zum Einsatz kommt. Dieser Hochdruck-Hochtemperatur-Prozess gehört zur Gruppe der Solvothermal-Synthesen: als Lösungsmittel wird Ammoniak meist oberhalb des kritischen Punkts eingesetzt, wobei die Prozessparameter durch die verwendeten Nickelbasislegierungen auf maximal 800°C bei 1400 bar bzw. 600°C bei 3000 bar limitiert sind. Zur Erhöhung der Löslichkeit des in reinem Ammoniak quasi unlöslichen Gallium-Nitrid werden Mineralisatoren (Alkali-Amide oder Ammonium-Halogenide) eingesetzt. Diese Erhöhen allerdings das bereits aggressive Potential des überkritischem Ammoniak für die eingesetzten Behältermaterialien.

Die Forschung am Lehrstuhl bezüglich der Ammonothermal-Synthese von funktionellen Nitriden wird derzeit von der DFG als FOR1600 gefördert und wird am iPAT in zwei Teil Projekten bearbeitet.

  1. Stoffeigenschaften und in situ Messungen ammonothermaler Medien (siehe Thomas Steigerwald)
  2. Korrosion und Beständigkeit von Materialien in ammonothermalen Medien
    Hohe Drücke und Temperaturen führen in Kombination mit dem korrosiven Medium (Ammoniak und Mineralisatoren) zu einem korrosiven Angriff der verwendeten Hochdruckbauteile, was zum einen ein Sicherheitsrisiko darstellt. Des Weiteren führen Korrosionsprodukte in den gezüchteten Kristallen zu einer Qualitätsminderung.Durch materialwissenschaftliche Analysen konnten wesentliche Beiträge zum Verständnis des Korrosionsverhaltens von Nickelbasislegierungen unter ammonothermalen Bedingungen geleistet werden. Trotz der sehr guten chemischen Beständigkeit von Materialen wie beispielsweise INCONEL®alloy718 (Werkstoff 2.4668) kann es zu erheblichen Korrosionserscheinungen kommen. Dies schließt die Aufstickung der Autoklaven­innenwand (siehe Abbildung unten), die Auflösung des Metalls im überkritischen Fluid oder die Bildung von Spannungsrissen mit ein.

Nähere Informationen finden sich auch auf der Homepage der Forschergruppe: www.ammono-for.de

Projektbearbeitung:

Anna Kimmel, M. Sc.

  • Tätigkeit: Wiss. Mitarbeiterin
  • Adresse:
    Raum 1.623
  • Telefonnummer: +49 9131 85-29457
  • E-Mail: ki@ipat.fau.de