Bestimmung diagnostischer magnetischer Übergangstemperaturen von synthetischen Titanomagnetiten und Ilmenit-Hämatit-Mischkristallen

In der vorliegenden Arbeit wurden die magnetischen Eigenschaften, besonders die magnetischen Übergangstemperaturen (z.B. Curie-Temperatur, Néel-Temperatur, Spinglas-Temperatur, Blockungs-Temperatur), von synthetischen Titanomagnetiten und Ilmenit-Hämatit-Mischkristallen in Abhängigkeit vom Chemismus untersucht. Als Grundlage dafür dienten temperaturabhängige Messungen der magnetischen Suszeptibilität, der Sättigungsmagnetisierung, der remanenten Magnetisierung und Hysteresemessungen bei verschiedenen Temperaturen. Im Gegensatz zu früheren Studien wurde hier großer Wert auf die chemisch-strukturelle Charakterisierung der Proben gelegt. Synthesen wurden sowohl im Modellsystem Fe-Ti-O wie auch im komplexeren Fe-Ti±Al±Mg-O System durchgeführt. Um die Konzentration der Kationfehlstellen zu kontrollieren, wurden Synthesen in einem breiten Temperatur- und Sauerstofffugazitätsbereich durchgeführt (1050 °C 0.7 cpfu) bei tiefen Temperaturen (T < 200 K) war ebenfalls Bestandteil von Untersuchungen in dieser Arbeit. Die Curie-Temperatur der Ilmenitess im Zusammensetzungsbereich 0.69 cpfu < Ti < 0.95 cpfu korreliert invers mit dem Ti-Gehalt. In diesem Zusammensetzungsintervall wurde ein bisher noch nicht beschriebener Zusammenhang zwischen Curie-Temperatur der Ilmenitess und dem koexistierenden Fe-Ti-Oxid (Titanomagnetit oder Pseudobrookitss), d.h. vermutlich eine Abhängigkeit der Curie-Temperatur von der Kationfehlstellenkonzentration in Ilmenitenss, festgestellt. Dagegen konnte eine signifikante Abhängigkeit der Curie-Temperatur von der Synthesetemperatur, wie von einigen Autoren beschrieben, nicht festgestellt werden. Erstaunlicherweise zeigen Ilmss mit Ti-Gehalten von 0.95 cpfu die niedrigsten Curie-Temperaturen (40 K). Bei Ti-Gehalten oberhalb 0.95 cpfu ist die Néel-Temperatur der Ilmss unabhängig von der Paragenese und Synthesetemperatur und steigt mit zunehmendem Ti-Gehalt der Ilmss von 40 auf 60 K. Die Spinglas-Temperatur der Ilmss ist im Zusammensetzungsbereich zwischen 0.75 cpfu < Ti < 0.92 cpfu unabhängig von der Synthesetemperatur, dem Ti-Gehalt der Ilmss, und der Paragenese und liegt bei 30 bis 35 K. Einzig eine Abhängigkeit von der Messfrequenz konnte bei der Spinglas-Temperatur festgestellt werden. Die Blockungs-Temperatur nimmt mit steigendem Ti-Gehalt für Ilmss mit 0.76 < XIlm < 0.86 nahezu linear ab. Ilmss mit 0.86 < XIlm < 0.92 besitzen Blockungs-Temperaturen zwischen 42 K und 52 K