Кристаллизация редкоземельно-алюминиевых ортоборатов и гептатанталатов (Nd,Y,Yb) из молибдатных и боратных растворов-расплавов

• Автор: Волкова, Елена Александровна
• Шифр специальности: 01.04.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ГЛАВА 1. РЕДКОЗЕМЕЛЬНО-АЛЮМИНИЕВЫЕ БОРАТЫ И ТАНТАЛ АТЫ (краткий обзор публикаций)

Бораты редкоземельных элементов Общая характеристика Структурные особенности М1з(ВОз)4 Синтез и спонтанная кристаллизация 11А1з(ВОз)4 Выращивание кристаллов на затравках Изоструктурные ряды Ю11з(ВОз)4 Морфология кристаллов ИЛ1}(ВОз)4
Физические свойства редкоземельных алюминиевых боратов Тонкие пленки редкоземельно-алюминиевых боратов
Редкоземельные гептатанталаты Кристаллохимия и свойства Методы получения Морфология кристаллов

Выводы к главе

ГЛАВА 2. ТЕХНИКА И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

Кристаллизационное оборудование Исходные вещества и приготовление шихты Спонтанная кристаллизация Уточнение температур равновесия Приемы жидкофазной эпитаксии Методы исследования кристаллических фаз

ГЛАВ А 3. КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ГЕПТАТАТАНТАЛАТОВ

Уточнение фазообразования в системе ШгОз-ТагОз-КгМозОю-ЬЬОз Раствор-расплавная кристаллизация ШТазО^

Получение кристаллов УТа?0|9

Фазообразование в системе УЬгОз-ТагОз-КгМозОю-ВгОз
Морфологические особенности кристаллов УТа7С)19 и Ыс1Та70|9
Выводы к главе 3
ГЛАВА 4. ЖИДКОФАЗНАЯ ЭПИТАКСИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНО -АЛЮМИНИЕВЫХ БОРАТОВ
Кинетические аспекты раствор-расплавной кристаллизации
Физико-химические предпосылки выращивания кристаллов УА13(ВОз)4 и ША1з(ВОз)4
Эпитаксиальный рост УЬ:УА1з(ВОз)4
Микроморфология монокристаллических слоев УЬ:УА1з(ВОз)4 Состав эпитаксиальных слоев УЬ:УА1з(ВОз)4 Эпитаксия ШЛ1з(ВОз)4
Микроморфология эпитаксиальных слоев NdAlз(BOз)4 Кинетические особенности жидкофазной эпитаксии УЬ:УА1з(ВОз)4 и
ША13(В03)4
Выводы к главе

ГЛАВА 5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ МОРФОЛОГИЯ КРИСТАЛЛОВ
ГЕПТАТАНТАЛАТОВ И БОРАТОВ
Выводы к главе 5
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

Раствор-расплавная кристаллизация - весьма сложное и широко распространенное в природе явление, самый масштабный пример которого -формирование минералов на первых стадиях магматического процесса. С другой стороны, начиная с 50-х годов прошлого века и, особенно, в последние десятилетия, основные ее принципы легли в основу экспрессного синтеза новых кристаллических материалов. Как правило, главной задачей таких работ было получение кристаллов отдельных представителей различных классов соединений для изучения лазерных, нелинейно-оптических, пьезоэлектрических, магнитных и других физических свойств.
Однако, эти эмпирические данные в большинстве своем фрагментарны. Несмотря на обширный экспериментальный материал, до сих пор не ясен ряд моментов. В частности, открытым остается вопрос о механизме влияния среды -поликомпонентного раствора-расплава - на кинетику роста и морфологию кристаллов. Особенно актуально получение новых результатов по кристаллизации стеклообразующих расплавов боратов сложного состава, которые к тому же могут быть полезны и при интерпретации последствий застывания вязкой силикатной магмы. Именно «боратная модель» более доступна в методическом плане из-за сравнительно низких температур кристаллизации. Приоритетными конкретными объектами для углубленного изучения условий выращивания из раствора-расплава подобного рода являются популярные в настоящее время в силу уникальных свойств редкоземельные (р.з.) бораты и слабо изученные танталаты, формирующиеся в боратных системах. Среди них особого внимания заслуживают представители с общей формулой ЯА1з(ВОз)4 (ЛАВ) (Я=У, Рг-Ьи), впервые синтезированные 40 лет тому назад. Что касается танталатов, то это, прежде всего, тоже инконгруэнтно

(К2М03О10-В2О3). В этом случае кристаллы были получены в температурном диапазоне 1470-1120 К.
Система КсІїОз-ТазОз-ІлзВзО?
Ш-гептатанталат - одна из основных фаз, синтезирующихся в исследованной части тройной системы ШгОз-ТагОз-ІлгВ^ (рис. 13). ШТа70і9 кристаллизуется в виде гексагональных пластинок сиреневого цвета, прозрачных, с гладкими блестящими гранями и размерами до 2.5 мм. Из других фаз, вблизи ветви ТагО,-І.І2В4О7 на диаграмме состояния (области 2 и 4 на рис. 13), получены желто80 то1% 1л2В407 20 то!% Та/),
40 то1% 1л2В„0, 60 то1% Та,0;
с 1-ШТа,0„+1лТЮ3 о 2-ЫаТа;09+Кс1Та0, о З-ШТазС^+ШТаіОи+ІлТаОз а 4-ШТазО,+ШТаО,^1а88 ▼ 5-ШТа,019+МТаз0,+ШТа0^1а8з
40 то1% 1л2В40,
40 то1% Та20,
20 гпо1% N<1,0,
Рис. 13. Области кристаллизации МсІТа-О/д в системе N01203-10205-1128407 при 1150-850 °С (Саі'аПі Е. еі аі, 2001)
коричневые кристаллы Шо.ззТаОз псевдокубического габитуса, размером до 3 мм, с шероховатыми гранями. С увеличением концентрации І^ИгОз в поликомпонентном расплаве (области 5, 6 и 7) их цвет меняется до сиреневого, характерного для соединений неодима. Структура кристаллов ІЧбо.ззТаОз перовскитоподобная с