MetalloxidMischungen

Metalloxid-Mischungen bezeichnet Materialien, die aus zwei oder mehr Metalloxiden bestehen. Sie können als homogenisierte Mischkristalle auftreten, bei denen die Bestandteile in einer einzigen Kristallphase gelöst sind, oder als heterogene Mehrphasenwerkstoffe, in denen verschiedene Oxide als separate Phasen nebeneinander existieren. Ziel ist oft die gezielte Abstimmung mechanischer, chemischer und elektronischer Eigenschaften.

Kernformen sind gemischte Oxide und Mischoxid-Composite. Gemischte Oxide entstehen durch Lösung der Komponenten in einer gemeinsamen Kristallstruktur, was zu modifizierten Gitterparametern und Bandstrukturen führt. Heterogene Mischungen bestehen aus zwei oder mehreren Oxiden mit unterschiedlicher Kristallchemie, was zu Phasenwechselwirkungen, Synergien und improved Stabilität führen kann.

Herstellungsmethoden reichen von herkömmlichen Festkörperreaktionen über Ko-Vermischung von Vorstufen bis hin zu fortgeschrittenen Verfahren wie Sol-Gel, Co-Precipitation, Verbrennungs- oder Hydrothermalprozessen. Die Ausgangsstoffe werden typischerweise zu feinem Pulver verarbeitet, geformt und bei geeigneten Temperaturen sintert, damit sich die gewünschte Phase bildet.

Typische Charakterisierung umfasst Phasenanalyse mittels Röntgenbeugung (XRD), Oberflächen- und Porenmessungen (BET), Mikroskopie (SEM/TEM) sowie Oberflächenchemie (XPS, Raman). Wichtige Eigenschaften sind Bandlücken, Leitfähigkeit, Catalyse-Eigenschaften, thermische Stabilität und mechanische Festigkeit. Durch Zusammensetzung, Kristallstruktur und Morphologie lassen sich diese Eigenschaften gezielt beeinflussen.

Anwendungen finden sich in der Katalyse (Oxidations- und Reduktionsreaktionen, Photokatalyse), in der Energieumwandlung und Speicherung (Elektrodenmaterialien, Superkondensatoren), in der Keramikindustrie sowie in Pigmenten und Sensorik. Sicherheits- und Umweltaspekte betreffen Staubemissionen sowie gesundheitliche Risiken bei feinen Oxidpulvern und sollten entsprechend adressiert werden.