Структурные вакансии в подрешетках титана и кислорода и их влияние на структуру и свойства монооксида титана

• Автор: Валеева, Альбина Ахметовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 200 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА МОНООКСИДА ТРІТАНА И
ДРУГИХ НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
1.1. Нестехиометрические соединения типа фаз внедрения
1.2. Кристаллическая структура оксидов металлов
1.3. У поряд оч ение в нестехиометрических оксидах
1.4. Фазовые равновесия в системе Ті - О
1.5. Валентность атомов и микроструктура монооксида титана
1.6. Свойства монооксида титана
1.7. Электронное строение монооксида титана
1.8. Постановка задачи диссертационной работы
2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДИКИ -
2.1. Получение и аттестация образцов монооксида титана
2.2. Структурные методы исследования монооксида титана
2.3. Метод электронно-позитронной аннигиляции
2.4. Физические методы исследования свойств монооксида титана
2.5. Стати хтическая обработка результатов измерений
3. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА НЕУПОРЯДОЧЕННОГО И УПОРЯДОЧЕННОГО МОНООКСИДА ТИТАНА
3.1. Неупорядоченный кубический монооксид титана ТЮУ
3.2. Структура упорядоченного монооксида титана
3.2.1. Идеальная упорядоченная фаза Ті505
3.2.2. Параметры порядка в упорядоченном монооксиде ТіОі 087
3.2.3. Распределение атомов в сверхструктуре Ті505
3.2.4. Область допустимых значений параметров дальнего порядка
3.3. Электронная микроскопия упорядоченного монооксида титана

4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ВАКАНСИЙ МЕТОДОМ АННИГИЛЯЦИИ ПОЗИТРОНОВ
4.1. Время жизни позитронов в структурных вакансиях монооксида титана
4.2. Модели для численного анализа доплеровского уширения линии аннигиляционных гамма-квантов
4.3. Определение химического окружения структурных вакансий методом двух-детекторной доплеровской спектроскопии
4.4. Электрический заряд структурной титановой вакансии
5. СВОЙСТВА НЕУПОРЯДОЧЕННОГО И УПОРЯДОЧЕННОГО
МОНООКСИДА ТИТАНА
5.1. Электропроводность
5.2. Магнитная восприимчивость
5.3. Теплоемкость
5.4. Микротвердость
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Среди многочисленных соединений системы Т1-0 самым необычным является монооксид титана ТЮГ Нестехиометрический кубический монооксид титана ТЮ;, с базисной структурой типа 51 принадлежит к группе сильно нестехиометрических соединений внедрения и обладает широкой областью гомогенности. Наиболее характерной особенностью монооксида ТЮу является наличие высокодефектной структуры с вакансиями как в кислородной, так и в титановой подрешетках одновременно. Благодаря этому появляется уникальная возможность выяснить, имеется ли различие между структурными вакансиями неметаллической и металлической подрешеток, какое влияние оказывают те или иные вакансии на структуру и свойства монооксида титана. Наличие двойной дефектности создает предпосылки к возникновению разнообразных упорядоченных фаз. Упорядочение в ТЮ,, может происходить как вследствие обычного для сильно нестехиометрических соединений перераспределения атомов одного сорта по узлам одной из подрешеток, так и в результате взаимного перераспределения атомов двух сортов по двум подрешеткам сразу. Большие отклонения от стехиометрии по содержанию титана и кислорода наряду с многочисленными вариантами упорядочения и изменением степени порядка от минимальной до максимальной дают возможность тонкого регулирования свойств этого соединения.
Кубический монооксид титана до настоящего времени изучен очень мало, имеющиеся данные по структуре и свойствам весьма неполны, часто противоречивы и неоднозначны. Поэтому систематическое изучение этого соединения, установление влияния структурных вакансий на его строение и свойства является весьма актуальной задачей, полезной для развития общей теории нестехиометрии в химии твердого тела и физической химии.
Кроме того, изучение нестехиометрии и упорядочения, строения и свойств сверхструктур имеет самостоятельную научную ценность для выяснения характера межатомных взаимодействий в сильно нестехиометрических соединениях, являющихся основой для создания новых керамических материалов.

O 0^0 • O •a&
• 7o • o'"p

o; • o • io # •
&..o • of • O • 6""P o

Z * 1/
• (?-.,§ o •
O /• O 'i'"Q ‘ ! •/ o © o /•
o •/o
• o •"-d •
O Oxygen © Vacancy
Phc. 1.8. Moflejit ynopHflb'ieHHofl cTpyicrypbi TiOi.25 [84, 85].