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Kalium Selbstdiffusion in Feldspäten
David Andreas Heuser
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Erdwissenschaften
Betreuer*in
Rainer Abart
DOI
10.25365/thesis.44546
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17024.84065.866262-2
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Zur Bestimmung des Selbstdiffusionskoeffizienten von Kalium in Feldspäten wurden Tracer-Diffusionsexperimente mit dem stabilen Kalium Isotop $^{41}K$ an Edelsteinqualität-Sanidinen aus Volkesfeld in der Eifel (Deutschland) mit $X_K=0,85$ und ungeordnetem Aluminium und Silizium auf den tetraederplätzen durchgeführt. Es wurde die Diffusion senkrecht auf die (001)-Fläche für Temperaturen zwischen 750$^oC$ und 1000$^oC$ untersucht. Dazu wurden polierte (001)-Flächen der Feldspatproben mit KCl-Salz, welches ein Verhältnis der Kalium Isotope von 96,5$\%$ $^{41}K$ und 3,5$\%$ $^{39}K$ hat, benetzt und anschließend in Muffelöfen auf die entsprechenden Temperaturen erhitzt.
In Kooperation mit der Technischen Universität Wien wurden mit einem ToF-SIMS 4-6 $\mu m$ tiefe Profile senkrecht auf die (001)-Fläche des Feldspates mit einer Auflösung von 2-4nm gemessen. $^{41}K$ hat in den untersuchten Feldspäten einen natürliche Hintergrund von $X_{41K}=0,057$, weshalb die Tracerkonzentration höher als für andere Tracer üblich gewählt werden musste. Daher fand im Experiment ebenfalls Interdiffusion zwischen Kalium und Natrium statt und die Feldspatzusammensetzung verschob sich von $X_K=0,85$ auf bis zu $X_K=1$. Die etwa 100$\mu m$ dicke Salzkruste lieferte zudem keine konstante $^{41}K$-Quelle. Die Diffusion konnte daher weder mit der Errorfunction noch mit der Gauß-Funktion exakt beschrieben werden, sondern verlangt ein komplexeres 3-Komponenten-Modell. Die über die Gauß-Funktion und die Errorfunction berechnete Diffusionkoeffizienten liegen jedoch relativ nahe zusammen und schränken die Ergebnisse gut ein. Die Diffusionskoeffizienten konnten mit guter Genauigkeit bestimmt werden. Bei Verbesserung der Messgenauigkeit ist allerdings ein komplexeres mathematisches Modell nötig, um die Diffusion genauer zu beschreiben.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Feldspat Selbstdiffusion Tracerdiffusion Kalium-41 ToF-SIMS
Autor*innen
David Andreas Heuser
Haupttitel (Deutsch)
Kalium Selbstdiffusion in Feldspäten
Publikationsjahr
2016
Umfangsangabe
66 Seiten : Illustrationen, Diagramme
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Rainer Abart
AC Nummer
AC13667996
Utheses ID
39432
Studienkennzahl
UA | 066 | 815 | |