Synthese und Charakterisierung (meta)stabiler 3d-Übergangsmetallnitride MNx (M= V-Cu) und deren Zwischenstufen mittels in-situ Neutronenbeugung

Nitride werden bereits heute in diversen technischen Anwendungen eingesetzt, wie z. B. zur Oberflächenhärtung von metallischen Bauteilen, für Hochtemperaturanwendungen oder LEDs. Hierfür sind qualitativ hochwertige und maßgeschneiderte Proben notwendig. Diese sind nur dann leicht zugänglich, wenn die oftmals nicht im Detail untersuchten Reaktionsmechanismen, die zur Produktbildung führen, bekannt sind. Die sichere Aufklärung von Reaktionssequenzen erfordert zumeist die Anwendung von in-situ Methoden.

Im Rahmen dieser Dissertation wird die Entwicklung von Messzellen für die in-situ Pulverneutronenbeugung in Reaktivgasen gezeigt, sowie die aus der Neutronenbeu-gung erhaltenen Rektionsverläufe während der Synthese von 3d-Metallnitriden MNx mit M = V - Cu vorgestellt. Neben der Neutronenbeugung wird als weitere Methode die Thermische Analyse in verschiedenen Gasatmosphären verwendet, sowohl inert als auch reaktiv, um weitergehende Informationen über das Reaktionsgeschehen zu erhalten. Die gezielt dargestellten Intermediate und Nitride werden phasenrein erhalten, inklusive mehrerer metastabilen Nitride wie z. B. a''-Fe16N2. Diese metastabilen Verbindungen sind von besonderem Interesse, da sie eine Vielzahl unerwarteter physikalischer Eigenschaften zeigen können, was für neue Anwendungen von besonderer Bedeutung ist.