Фазовые равновесия в системах с участием M2V2O7(M=Zn,Mn,Cd)

• Автор: Чванова, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Классификация пированадатов двухвалентных металлов

1.2. Фазовые равновесия с участием М2У207, М = Zn, Мп, СИ

1.2.1. Однокомпонентные системы

1.2.2. Двухкомпонентные системы У2Оз - МО, где М=Са, Zn, Мп, СИ и система У205

1.2.3. Трехкомпонентные системы с участием У205, №20, СаО, ZnO,

СсЮ, МпО

1.2.4. Четырехкомпонентные системы У205 — СаО - Иа20 - МО (М=№, М§, Мп, Zn, С<1)

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Синтез образцов
2.2. Рентгенография по методу порошка
2.3 Дифференциально-термический анализ
2.4. Физико-химический анализ
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ
ПИРОВАНАДАТОВ ДВУХВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ
3.1. Термические деформации Р-Мп2У2Оу
3.2 Зависимость термических и структурных свойств пированадатов двухвалентных металлов
3.3. Термическое расширение двойного пированадата Иа2ХпУ207
ГЛАВА 4. ТЕРМИЧЕСКОЕ РАСШИРЕНИЕ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В СИСТЕМЕ Сй2У207 - гп2У207

ГЛАВА 5. ТРЕХКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ С УЧАСТИЕМ М2У207 (М = Zn,Mn, СИ)
5.1 . Система У205 - ЫаУ03 - 2п2У207
5.2 Система У2Об — Са(У03)2 - Хп2У207
5.3 Система У205 - Ка4У207 - Сё2У207
5.4 Система У205 - Са2У207 - Сс12У207
ГЛАВА 6. ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМАХ У205 - СаО - Ыа20 -МО (М= Ъп, Мп, Сф В ОБЛАСТИ БОГАТОЙ ПО У205
6.1 Система У205 - 1ЯаУ03 - Са(У03)2 - гп2У207
6.2. Система У205 - ИаУ03 - Са(У03)2 - Ыа2Мп3(У207)2
6.3. Система У205 - ИаУ03 - Са(У03)2 - Ссі2У207
6.4. Общие закономерности фазообразования в четверных оксидных системах с участием оксида ванадия У205
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Оксидные ванадиевые системы на протяжении уже более полувека являются предметом активного изучения российских и зарубежных ученых. В ходе исследований были обнаружены интересные и необычные свойства данных материалов, имеющие принципиальную важность для развития науки и техники. Так, пированадаты металлов цинка и меди обладают аномальным близким к нулевому и отрицательным объемным коэффициентом термического расширения (ОКТР) [1 —4], что позволяет предлагать данные соединения в устройствах, работающих в условиях перепада температур и термических ударов. Кристаллохимические исследования сложных оксидов ванадия показали, что в качестве количественной характеристики, определяющей взаимосвязь таких свойств как морфотропия, изоморфизм и полиморфизм, выступают размеры координационных полиэдров, составляющих их структуру [5-7]. Исследование термических деформаций структур пированадатов двухвалентных металлов до предплавильных температур и в области фазовых переходов позволило установить, что МлУгО?, где М = N1, Со, ]У, Си, Хп, С б образуют морфотропный ряд, в котором при увеличении объема металл-кислородного полиэдра наблюдается последовательная смена типа кристаллической решетки с бихроматоподобного на тортвейтитоподобный [5]. В настоящей работе в качестве предмета исследования выбран участок данного морфотропного ряда, включающий пированадаты цинка, марганца и кадмия, изучены одно-, двух-, трех- и четырехкомпонентные системы с участием входящих в него пированадатов. Проведенные исследования в совокупности с уже имеющимися в литературе данными позволили выявить некоторые закономерности в кристаллохимических свойствах пированадатов двухвалентных металлов и систем с их участием в зависимости от структурных характеристик.

1. V2O5 - Cai_xZnx(V03)2,
2. V2O5 — Cao,6Zno,4(V 03)2
Zno,85Cao,i5(V 03)2,
3. V205-Zni.xCax(V03)2,
4. Zn2V207 - Cai.xZnx(V03)2,
5. Zn2V207 — ("ao,6Zn0>4(V Оз)2
- 2п0>85Сао,15(УОз)2,
6. Zn2V20 7 — Zni_xCax(V03)2.
Таким образом, на основе данных [46] и [61] однозначно определяется концентрационный треугольник У20з — Са2У207
гп2У207 (рис. 1.21).

Рис. 1.21. Диаграммы фазовых равновесий системы У ГТ — Ca(VOi)2 — ZH2V2O7 в субсолидусной области
Система У205 - СаО
В системе V2O5 — СаО - МпО образуются мета- и пированадаты марганца и кальция, ортованадат кальция, а также твердые растворы на их
основе. Фазовые соотношения в системе У205 — СаО - МпО
представлены в работах [30, 36, 62].
Данную систему можно
условно разбить на две подсистемы (рис. 1.22). В
подсистеме V2O5 — Са2У207 — Mn2V207 марганец в каждой из областей имеет степень окисления Мп2+. Здесь
образуются твердые растворы с
0o(V03), Coys«Mn2iM.xV30(2/f
00227*74
С а3[Щ)г7

С а О
15I2
ftiMrCaalJOi-
Рис. 1.22. Диаграмма фазовых соотношений в системе V2Os - СаО - МпО (Мп203)