Laufende Projekte

• Philipp Gollé-Leidreiter, Bernhard Durschang, Ute Kolb, Hans-Joachim Kleebe

Glaskeramiken sind eine weit verbreitete Klasse von Materialien, deren Einsatzmöglichkeiten von optischen Anwendungen als Träger für Laser über Baumaterialien bis hin zur Verwendung als bioaktives und biokompatibles Material zum Knochen- oder Zahnersatz reichen. Glaskeramiken bestehen laut Definition aus einer Glasphase und einer oder mehreren kristallinen Phasen, wobei letztere vornehmlich die Eigenschaften der Glaskeramiken bestimmen. Daher ist es von großer Bedeutung, diese Phasen zu charakterisieren. Bei nanokristallinen Glaskeramiken können die traditionellen Methoden zur Untersuchung dieser Kristallstrukturen wie die Röntgenbeugung aufgrund der geringen Größe der Nanokristalle versagen. In diesem Fall sind Elektronenbeugungsmethoden wie 3D-Elektronenbeugung (3D ED) und Rasterpräzessions-Elektronenbeugung (SPED) eine Alternative, da die Elektronen viel stärker mit Materie wechselwirken als Röntgenstrahlen und daher Informationen aus viel kleineren Volumina extrahiert werden können.

Das Hauptaugenmerk dieses Projektes liegt auf der Charakterisierung metastabiler Phasen in Glaskeramiken mittels elektronenkristallographischer Methoden, und dem Verständnis der Prozesse, die zu deren Stabilisierung führen. Besonderes Augenmerk liegt auf Glaskeramiken aus dem MgO-Al₂O₃-SiO₂-System mit guten mechanischen Eigenschaften und potenziellen Anwendungen als Dentalglaskeramik. Diese Glaskeramiken enthalten Spinell (MgAl₂O₄), Zirkoniumtitanat (ZrTiO₄) und ein unbekanntes, metastabiles LaPO₄-Polymorph, dessen Struktur mittels 3D ED gelöst wurde. Mögliche Erklärungen für die Stabilität dieser Phase sind Spannungen, die bei der Kristallisation auftreten sowie Oberflächeneffekte aufgrund der speziellen Mikrostruktur dieser Glaskeramik.