Синтез и исследование свойств простых и смешанных титанилоксалатов и титанатов металлов 2А- группы

• Автор: Калинин, Александр Иванович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Электрофизические свойства титанатов и области применения

материалов, синтезированных на их основе

.2. Кристаллическое счроение и свойства простых и смешанных титанатов щелочноземельных металлов

1.3. Способы получения простых и смешанных титанатов.

металлов 2А группы.

1.3.1. Термический метод.

1.3.2. Химические методы синтеза титанатов металлов

1.4. Свойства титанилоксалатов металлов

2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Методика экспериментов по синтезу простых и смешанных титанилоксалатов металлов 2А группы
2.2. Анализ состава твердых фаз и растворов
2.3. Физикохимические методы исследования.
2.3.1. Дифференциальнотермический анализ
2.3.2. Рентгенофазовый анализ
2.3.3. Фотомикроскопический анализ.
2.3.4. Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ
2.3.5. Определение удельной поверхности порошков.
2.4. Метрологическое обеспечение.
2.5. Статистическая обработка результатов экспериментов
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ В СИСТЕМЕ Н Н2ТЮС2 МС МС где М, М1 Ва2, Бг2 или Са2 И СВОЙСТВ ОБРАЗУЮЩИХСЯ ОСАДКОВ ТИТАНИЛОКСАЛАТОВ
3.1. Результаты исследования процессов, происходящих в системе.
Н Н2ТЮС.,2 ВаС и их обсуждение.
3.2. Результаты исследования процессов, происходящих в системе.
Н Н2ТЮС БгСЬ и их обсуждение.
3.3. Результаты исследования процессов, происходящих в системе.
Н Н2ТЮС СаС и их обсуждение
3.4. Результаты исследования процессов, происходящих в системе
1ЬО Н2ТЮС МСЪ МС где М, М1 Ва2, вг2 или Са2.
и их обсуждение
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ ПРИ НАГРЕВАНИИ ПРОСТЫХ И СМЕШАННЫХ ТИТАНИЛОКСАЛАТОВ МЕТАЛЛОВ 2АГРУППЫ.
4.1. Результаты исследования процессов, происходящих при нагревании простых титанилоксалатов 2зэлементов и их обсуждение
4.2. Результаты исследования процессов, происходящих при нагревании
смешанных титанилоксалатов 2зэлементов и их обсуждение.
5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ И АППАРАТУРНОЙ СХЕМ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОСТЫХ И СМЕШАННЫХ ТИТАНИЛОКСАЛА ТОВ И
ГИТАНАТОВ 2БЭЛЕМЕНТОВ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Последнее обстоятельство позволяет создавать сегнстоэлектрики с размытой точкой Кюри, у которых в широком диапазоне температуры будет достаточно большая диэлектрическая проницаемость. Такие материалы необходимы для изготовления конденсаторов большой емкости, а также для компенсирующих конденсаторы, емкость которых изменяется при нагреве и компенсирует изменение емкости других конденсаторов 2,6. В работе отмечается, что наибольшей диэлектрической проницаемостью при комнатной температуре 0 обладает керамика из титаната бария, полученною оксалатным или тартратным методами. Несколько ниже диэлектрическая проницаемость керамики из титаната бария, синтезированного методами распылительной сушки, совместною осаждения и, особенно, выделения из водных растворов и прокаливания алкоголятов. В первых двух случаях величина е составляет , в остальных . Изменение в значениях е авторы объясняют различным содержанием примесей в порошках титаната бария. Содержание в порошках таких примесей, как 8п, Си, V, 6, XV, Сг, Мп, БЪ, и РЬ, составляет менее 0,,5 , т. Содержание же Ре, , А1 и в разных порошках неодинаково. Наиболее чистыми являются порошки, полученные оксалатным и тартратным способами, что объясняется способностью щавелевой и винной кислот удерживать примеси в растворе. Однако не менее важным является кристаллическое строение материалов 2,6,,. Поскольку анализ строения СЭкристаллов, позволяет не только объяснить наблюдаемые электрофизические свойства, но и проследить взаимосвязь этих свойств со структурой, рассмотрим подробнее имеющиеся в литературе сведения о кристаллическом строении объектов нашего исследования титанатов щелочноземельных металлов. Остановимся подробнее на анализе строения его структуры. Кристаллическая структура минерала перовскита СаТЮ3 первоначально была определена как кубическая с одной формульной единицей в ячейке. Хотя позднее выяснилось, что действительная симметрия отличается от кубической и ячейка содержит восемь формульных единиц, идеальной перовскитовой ячейкой все же принято считать кубическую 2,6,. Следует отмстить, что указанные два варианта выбора начала координат эквивалентны. В первом случае рисунок 1. А. В центре ячейки находятся ионы Д, окруженные анионами, помещенными в центрах граней и образуЕОщих анионный октаэдр вокруг иона В. При обычных условиях идеальную перовскитовую структуру имеет гитанат стронции ТС 8гП 1,6. Для этого соединения параметр элементарной ячейки я3,5А, число формульшлх единиц 2 I, пространственная группа РтЗт. Расстояния ТьО в октаэдре ТЮ6 составляют 1,2А. Каждый катион Бг2 окружен ионами О2 с расстояниями БгО равными 2,1 А. ЯА, Ях. Из многочисленных систем ионных радиусов наиболее полной и универсальной считается система Шеннона и Прюитта 1 . В фА
Рисунок 1. Структура идеального перовскита АВХ3 6. Параметр перовскитовой ячейки ао рисунок 1. Яв и 7 соответственно значения ионных радиусов для к. В идеальной плотной упаковке 1, когда Яв точно соответствует размеру октаэдрической пустоты Яв 0,7, а ионы ХХ и АХ касаются друг друга, размер пустоты для ионов А и X одинаков ЯА Ях. При меньших значениях ЯА 1 иону А будет свободно в анионном кубооктаэдре, особенно если Яв 0,7. Размеры ребра октаэдра ВХб будут увеличены по сравнению с . И наоборот, при ЯА Ях 1 ион А стремится растолкнуть анионы и тем самым увеличить размер октаэдрической пустоты, куда может быть помещен ион В с Яв 0,7. Эта взаимосвязь размеров пустот и определяет большую устойчивость структуры к ионам самых разных размеров, что обусловливает широкую распространенность перовскитов. Большое практическое значение для синтеза перовскитов имеет экспериментальное установление возможных границ структурного поля, определяемого средними радиусами катионов А и В. ЯА 0,А 0, Яв 1,А ЯА Яв. По мере синтеза новых соединений одного геометрического фактора , определяющего границы существования структуры перовскита, стало недостаточно, и для анализа структуры стали учитывать склонность катионов к той или иной конфигурации анионного окружения, напряженность и степень ковалентности связей 1,2.