Bildung von Zinn(II)-oxid

Hallo Leute!

Kann mir jemand von euch sagen, unter welchen Bedingungen SnO entsteht?
An Luft kommt es bekanntlich zur Bildung von SnO2. Die Frage ergibt sich aus einem laborbedingten Phänomen, für das ich keine Erklärung finde: Auf Al-Sinterkörpern mit Bi- und Sn-Zusatz finden sich immer merkwürdige schwarze Punkte. Falls das hilft, ich arbeite mit trockenem N2, Restgehalte an O2 und H2O jeweils unter 5ppm.

mfG Dirk

Hallo Dirk
Ich bin der Meinung, das Aluminium sollte immer reduzierend wirken, so das keine Oxidation stattfinden sollte.
Beim Bismut weiß ich, das es sich mit Eisen legieren läßt.
Vielleicht handelt es sich um Abscheidungen von Bismut.
Es gibt auch Aluminiumnitrid und so weiter.
Wie sehen Poren aus?
MfG

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo!

Ich bin der Meinung, das Aluminium sollte immer reduzierend
wirken, so das keine Oxidation stattfinden sollte.

Das dachte ich auch schon, immerhin ist die Affinität von Al zu Sauerstoff sehr groß, so das es eigentlich mit den geringen Restgehalten reagieren sollte

Beim Bismut weiß ich, das es sich mit Eisen legieren läßt.
Vielleicht handelt es sich um Abscheidungen von Bismut.

Das könnte natürlich sein, allerdings würde das der bestehenden Theorie widersprechen. Es handelt sich hier um ein Flüssigphasensintersystem und laut Theorie sollte sich der Stoff mit der niedrigsten Grenzflächenenergie an der Phasengrenzfläche fl.-gasf. der flüssigen Phase abscheiden und dort die Oberflächenspannung reduzieren. Bismut-Schmelze hat aber eine geringere Oberflächenspannung als Sn-Schmelze. Aber vielleicht ist es wirklich eine Bi-Verbindung. Gibt es BiN?

Es gibt auch Aluminiumnitrid und so weiter.

AlN kann ich eigentlich ausschließen, da die gleichen schwarzen Flecken sonst auch bei Proben mit Sn oder anderen Elementen hätten auftreten müssen. Ich bin ratlos :frowning:

Wie sehen Poren aus?

Die Stickstoffadsorptionsisotherme wies hauptsächlich Mesoporen aus und die spez. Oberfläche lag unter 1m²/g, Porosität kann man also ausschließen.

Danke für deine Antwort.

mfG Dirk

Hallo Dirk
Schwarze Färbung entsteht unter anderem auch bei Metallpulver in transparentem Medium.
Aluminiumnitrid zersetzt sich mit Wasser.

Ich habe da noch eine Frage:

bestehenden Theorie widersprechen. Es handelt sich hier um ein
Flüssigphasensintersystem und laut Theorie sollte sich der
Stoff mit der niedrigsten Grenzflächenenergie an der
Phasengrenzfläche fl.-gasf. der flüssigen Phase abscheiden und
dort die Oberflächenspannung reduzieren. Bismut-Schmelze hat
aber eine geringere Oberflächenspannung als Sn-Schmelze. Aber
vielleicht ist es wirklich eine Bi-Verbindung. Gibt es BiN?

Also meine Frage ist, was ist eine Flüssigphasensinterung?
Flüssig ist eine Schmelze, bzw. ich könnte mir vorstellen, das das Aluminiun mit Zinn benetzt ist und so sintern soll.
Aluminium wird normalerweise eigentlich nur als Oxid gesintert, und als Metall erschmolzen.
Beim Aluminium gibt es woohl viele Legierungen, aber Nur bestimmte Legierungen haben eine gute Korrosionsbeständigkeit, falls es interessiert.
Das bedeutet, das eine Aluminiumlegierung mit Zinn und Bismut möglicherweise leicht korrodiert. Die Oxidschicht ist dann nicht dicht genug, so das sich transparentes Aluminiumoxid mit Bismut-Zinn-Metallstaubeinlage abscheiden sollte.

Das Aluminium reagiert ebenso mit dem Restsauerstoff wie mit dem Stickstoff, Wasser oder Kohlendioxid, sofern es metallisch an der Oberfläche wird.
MfG

Hallo!

Also meine Frage ist, was ist eine Flüssigphasensinterung?

Puh, da muss ich weit ausholen. Also, das Sintern kann man als ein Wärmebehandlungsverfahren beschreiben, während dem ein Pulverhaufwerk oder -pressling durch physikalische Vorgänge (z.B. Diffusion)ausreichend verdichtet wird. Auf die einzelnen Mechanismen gehe ich hier nicht ein, da das den Rahmen sprengen würde. Grob vereinfacht kann man also sagen, dass aus einem Pulverpressling durch das Sintern ein nahezu homogener Festkörper entsteht. Normalerweise findet das in der festen Phase statt. Allerdings existieren auch Legierungssysteme, bei denen bei Sintertemperatur flüssige Phasen (meist eutektische Schmelzen)entstehen. Dadurch kommt es zur Ausbildung eines hydrostatischen Drucks im Inneren des Presslings, durch den die Pulverteilchen zu fließen beginnen und so vorhandene Poren auffüllen, man nennt dies Teilchenumordnung. Ergänzt wird dies durch die Mechanismen des Festphasensinterns. Der Prozess der Teilchenumordnung führt zu einer beachtlichen Verdichtung des Sinterkörpers, wodurch eine Sinterdichte erreicht wird, die sehr nahe an der theoretischen Dichte der Legierung liegt (etwa 95-98%)

Flüssig ist eine Schmelze, bzw. ich könnte mir vorstellen, das
das Aluminiun mit Zinn benetzt ist und so sintern soll.

Voraussetzung für das Flüssigphasensintern ist jedoch, dass die flüssige Phase im Pressling homogen verteilt ist, wenn sie nur konzentriert an einem Ort auftreten würde, würde das nicht funktionieren. Um sich jedoch gleichmäßig verteilen zu können, muss die flüssige Phase die Oberfläche der Partikel benetzen können, nur so kann sie sich ausbreiten. Bei Al2O3, welches zwangsläufig auf jedem Al-Pulverkorn vorhanden ist, besteht aber das Probelm, dass es von Metallschmelzen sehr schlecht benetzt wird und dadurch ein Ausbreiten der fl. Phase behindert. Deswegen sucht man Stoffe, welche sich an der Oberfläche der Schmelze abscheiden und dort die Oberflächenspannung herabsetzen, ähnlich den Tensiden beim Wasser, in diesem System sollen das Bi oder Sn übernehmen. Geringere Oberflächenspannung führt zu besserer Benetzung.

Das bedeutet, das eine Aluminiumlegierung mit Zinn und Bismut
möglicherweise leicht korrodiert. Die Oxidschicht ist dann
nicht dicht genug, so das sich transparentes Aluminiumoxid mit
Bismut-Zinn-Metallstaubeinlage abscheiden sollte.

Das glaube ich eher nicht, denn das transparente Al2O3 wird bei ~1200°C hergestellt, aber wir bewegen uns hier bei ‚nur‘ 550-600°C :smile:

mfG Dirk