Синтез и изучение физико-химических характеристик литий проводящих перовскитов на основе титаната лантана

• Автор: Фортальнова, Елена Александровна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Структурный тип перовскита и свойства перовскитоподобных соединений

1.1.1. Структура перовскита

1.1.2. Свойства перовскитоподобных соединений

1.1.2.1. Магнитные свойства

1.1.2.2. Электрические свойства

1.2. Литийзамещенные титанаты лантана Еа2з.хи3хГз.2ХТЮз

1.3. Влияние замещения катионов в подрешетке лантана на структуру и свойства 1ХТ

1.4. Влияние катионного замещения в подрешетке титана

на структуру и свойства двойных титанатов лантана и лития ЗАКЛЮЧЕНИЕ
И. СИНТЕЗ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И АНАЛИЗА ЭКСПЕРИМЕТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
2.1. Исходные вещества и синтез твердых растворов до С
2.2. Рентгенофазовый анализ РФА
2.3. Дифференциальнотермический, термогравиметрический анализ ДТАДТГ
2.4. ИКспектроскопический анализ
2.5. Метод сканирующей электронной микроскопии СЭМ
2.6. Атомносиловая микроскопия АСМ
2.7. Дилатометрические исследования
2.8. Метод генерации второй гармоники лазерного излучения ГВГ
2.9. Импедансметрия, диэлектрическая спектроскопия
III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1. Синтез и исследование физикохимических и электрофизических свойств твердых растворов Еа2Е3хб.хТОз
3.1.1. Синтез твердых растворов Ьа2Л3хС6.хТОз
3.1.2. Структурные исследования Ь а 2 зхС бхТ
3.1.3. Исследование структурных превращений
двойного титаната ЬаЫдеТЮэ
3.1.4. Электропроводящие свойства керамик Ьа 2Ь 3хО хТ
3.2 Изучение фазообразования и физикохимических характеристик твердых растворов Еа0.5Ео.5Т.хА1.5ЧЬо.5хОз
3.2.1. Исследование фазообразования твердых растворов,синтез
и получение керамик Ьао.5Ьо.5Т.хА1о.5о.5хОз
3.2.2. Структурные исследования Ьа0Ь0Т.хА1о.5Ьо.5хОз
3.2.3. Электропроводящие свойства керамик Ьао.5о.5ТхА1о.5чЬо.5хОз
3.3 Изучение фазообразования и физикохимических характеристик твердых растворов Еа0.5Со.5Т.хСа0.5Мо.5хОз
3.3.1 Исследование фазообразования твердых растворов, синтез
и получение керамик Ьа0.5Ьо.5ТхСао.5НЬо.5х
3.3.2 Структурные исследования Ьао.5ио.5Т.хСаоЬ0.5х
3.3.3. Электропроводящие свойства керамик Ьао.5Е1о.5Т1,.хСао.5ЫЬо.5хОз
IV. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


X i отвечают перовскитоподобным структурам без
вакансий . Структуру перовскита можно рассматривать как плотнейшую упаковку кубического типа рис. В этом случае, слои яАОз такой упаковки, параллельные плоскостям 1, состоят из крупных катионов X и катионов А, а одну четверть октаэдрических пустот, образованных анионами, заселяют малые катионы В. Рис. Структура типа перовскита как плотнейшая упаковка а и в полиэдрах б . Это геометрическое условие существования соединений, относящихся к структурному типу перовскита. Установлено, что структура перовскита реализуется для твердых растворов при 0. Однако, задание геометрических условий существования перовскитов только предельными значениями фактора не учитывает качественных различий двойных и тройных перовскитоподобных твердых растворов . В этих соединениях возможны замещения одних и тех же позиций ионами, сильно различающимися по радиусам, что значительно расширяет геометрические пределы существования перовскитной структуры. К0. А с координационным числом больше 6. А Я в 1. А условие связано с устойчивостью октаэдрического кислородного окружения ионов В и является обобщением для любых перовскитоподобных сложных оксидов. Ка Кв. Приведенные условия записаны для средних радиусов катионов и не содержат никаких ограничений, связанных с индивидуальными характеристиками ионов. Их можно рассматривать как необходимые, но они также не являются достаточными, т. С другой точки зрения, в терминах полинговских полиэдров, структуру перовскита можно представить как бесконечный трехмерный каркас, состоящий из соединенных вершинами октаэдров ВОб. Кубооктаэдрические пустоты в таком каркасе заселены крупными катионами А рис. Ь. Идеальная перовскитная структура характеризуется правильным и одинаковым строением всех полиэдров с центросимметричным расположением катионов , . Однако, исследование симметрии перовскитов показало, что лишь немногие из них характеризуются идеальной кубической ячейкой при комнатной температуре. В большинстве случаев приведенные перовскитные ячейки имеют искажения . По физической природе эти искажения делятся на определяемые электронной конфигурацией ионов и их размерами , . Первые можно также разделить на две группы в одной наблюдается спонтанная деформация за счет несимметричных направленных ковалентных связей, в другой искажения, обусловленные эффектом ЯнаТеллера. Вторые возникают при несоответствии размеров ионов в положениях А и В размерам занимаемых ими пустот кубооктаэдрических и или октаэдрических, соответственно. При этом, если катионы А не слишком малы, а валентности катионов В и или ковалентность связей В О достаточно велики, то можно считать, что октаэдры почти не деформируются, а лишь поворачиваются. Осями поворота считаются оси симметрии идеальной кубической ячейки. При повороте любого октаэдра соседние лежащие в плоскости, перпендикулярной оси поворота поворачиваются на равные и противоположные углы. Следующие слои налагаются так, чтобы не вызвать искажения октаэдров . Приведенные перовскитные ячейки с симметрией ниже кубической можно рассматривать как получающиеся из кубической небольшими деформациями рис. Тетрагональная ячейка рис. Ь возникает при растяжении кубической ячейки вдоль одной из осей четвертого порядка. Это направление ось с тетрагональной ячейки. Такое искажение обусловлено либо смещением атомов вдоль оси с из позиций в идеальной ячейке, как например, в ВаПОз и РЬТЮз при комнатной температуре, либо деформациями кислородного каркаса, как в тройных оксидах . Ромбическая ячейка получается при растяжении кубической вдоль двух осей четвертого порядка рис. Подобное искажение было впервые обнаружено у 8гзУ. Моноклинная ячейка рис. Ь. В ячейке имеется три взаимно перпендикулярных направления симметрии два вдоль диагонали ромба а с и одно вдоль ребра Ь, поэтому истинная симметрия является ромбической. Такая ячейка возникает при смещении атомов вдоль осей второго порядка из их идеальных положений, например в ромбической фазе ВаТЮз, в антисегнетоэлектричсских фазах з и ЫаКЬОз.