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Schwerpunkt Festkörperchemie

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Die Forschungsarbeiten haben die Aufklärung von binären und ternären Zustandsdiagrammen, die Reindarstellung von intermetallischen Phasen und halbleitenden Verbindungen, sowie deren Charakterisierung zum Inhalt. Untersucht werden u.a. verschiedene thermochemische Eigenschaften, Kristallstruktur, magnetische Eigenschaften, usw. Besonderes Interesse gilt nichtstöchiometrischen intermetallischen Verbindungen mit geordneten Kristallstrukturen (z.B. B2-, B8-, L12-, D03- und D019-Struktur), ihre thermochemischen Eigenschaften werden mit Hilfe statistisch-thermodynamischer Modellrechnungen interpretiert, um den Defektmechanismus und die Energetik der Nichtstöchiometrie zu beschreiben. Für bestimmte Zweistoffsysteme wird die experimentell zugängliche Information über thermochemische Eigenschaften und Phasengleichgewichte mit der sogenannten CALPHAD-Methode in einem thermodynamischen Modell zusammengefasst (Thermodynamisches Assessment). Die so optimierten Modellparameter können in Datenbanken gespeichert werden.

In jüngerer Zeit spielt auch die Darstellung von metallischen Nanomaterialien über chemische Reduktionsmethoden sowie über Gas/Feststoffsynthese eine Rolle.

Anwendungsbereiche für die derzeit untersuchten Stoffklassen sind Anodenmaterialien für Lithium-Ionen-Batterien, bleifreie Lote für die Elektronik, Aluminiumlegierungen für die Energietechnik, Katalysatoren für die Wasserdampf-Methanolreformierung

Methodik (experimentell):

Röntgenbeugungsmethoden zur Probenidentifizierung (Diffraktometrie, Guinier, Hochtemperatur-Guinier) und Kristallstrukturbestimmung (Einkristalldiffraktometrie in Zusammenarbeit mit dem Institut für Mineralogie und Kristallographie);

Differenz-Thermoanalyse (DTA) zur Erstellung und Verfeinerung von Zustandsdiagrammen;

Differenz-Scanning-Kalorimetrie (DSC) zur Messung latenter Wärmen und der Wärmekapazität

Thermogravimetrische Analyse (TGA) zur Messung von temperaturabhängigen Masseänderungen

Bestimmung verschiedener thermodynamischer Größen nichtstöchiometrischer Phasen durch Dampfdruckmessungen (isopiestische Methode) und Messung der elektromotorischen Kraft (EMK);

Bestimmung von Bildungswärmen und Wärmekapazitäten unter Verwendung von Hochtemperatur-Kalorimetern;

[Bestimmung von magnetischen Eigenschaften (Messung der magnetischen Suszeptibilität, Messung der Magnetisierung)]

Methodik (Theorie):

Interpretation von Ordnungsvorgängen in nichtstöchiometrischen Phasen unter Verwendung statistisch-thermodynamischer Modelle;

Berechnung von Grundzustandsenergien über DFT;

Berechnung von Phasengleichgewichten und Optimierung thermodynamischer Daten nach der CALPHAD-Methode (CALculation of PHAse Diagrams).

Institut für Anorganische Chemie - funktionelle Materialien
Universität Wien

Währingerstr. 42
A-1090 Wien

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Mo, Mi - Fr. 9:00 - 12.00

Do zusätzlich 13:30-15:30, entfällt in der vorlesungsfreien Zeit

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