Zum chemischen Transport von Molybdän mit HgBr 2 — Experimente und Modellrechnungen

Molybdän wandert in geschlossenen Ampullen im Temperaturgefälle (z. B. 1 000→900°C) mit HgBr 2 als Transportmittel. Neben elementarem Mo wurde in einigen Experimenten die Abscheidung von MoBr 2 bzw. MoO 2 (aus Sauerstoff enthaltenden Verunreinigungen) beobachtet. Zur Aufklärung des Transportgeschehens, insbesondere der Abscheidungsreihenfolge und Menge der verschiedenen Bodenkörper, wurde die Massenänderung während der Dauer der Transportexperimente kontinuierlich gemessen („Transportwaage”). Die daraus für Mo erhaltenen Transportraten m(Mo) durchlaufen im Bereich 800 ≤ T ≤ 1 040°C (Δ T = 80°C) ein Maximum bei T = 980°C unabhängig vom eingesetzten Bodenkörper (Mo oder Mo/MoO 2 ‐Gemenge). Bei konstanter Temperatur ( T = 950°C) nimmt m(Mo) mit steigender Transportmitteldichte D zu (m(Mo) = 23 mg/h, D max = 8,61 mg HgBr 2 /cm 3 ). Die maßgebliche endotherme Transportreaktion ist nach thermodynamischen Modellrechnungen:\documentclass{article}\pagestyle{empty}\begin{document}$$ {\rm Mo}_{\rm s} \, + \,2{\rm HgBr}_{{\rm 2,g}} \, = \,{\rm MoBr}_{{\rm 4,g}} \, + \,2{\rm Hg} $$\end{document}Die aufgrund des Modells für den Bereich 800 ≤ T ≤ 1 040°C berechneten Transportraten wurden jedoch im Experiment nicht erreicht. Die beobachteten Transportraten von Mo und die Phasenverhältnisse kann man nur bei Anwesenheit von Sauerstoff im System zutreffend beschreiben. Beste Übereinstimmungen zwischen Modellrechnung und Experiment wurden erzielt, wenn der Ausgangsbodenkörper neben Mo auch MoO 2 enthielt.