Структурно-термодинамическое исследование фазовых равновесий в слоистых оксидных системах, содержащих редкоземельные элементы

• Автор: Исаева, Акмоншак Салауатовна
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Слоистые перовскитоподобные оксиды.

1.1.1. Фазы РаддлесденаПоппера.

1.1.2. Структура оксидов 1л8гА.

1.2. Системы Ьпз Но2Оз БЮ А ЬпЬа, 6

1.3. Механизм и кинетика образования оксидов ЬпгА

Глава 2. Эксперименальные методы исследования

2.1. Синтез твердых растворов.

2.2. Рентгенофазовый анализ образцов

2.3. Количественный рентгенофазовый анализ образцов реакционной
2.4. Полнопрофильный структурный анализ по методу Ритвельда.
2.5. Термический анализ
2.5.1. Измерение температуры плавления с помощью высокотемпературного микроскопа
2.5.2. Измерение температуры плавления в вакуумной микропечи Галахова
2.5.3. Результаты измерения температуры плавления в системах Но2Оз 8гА и ЬагА НогАСЬ.
Глава 3. Механизм формирования, особенности фазовых диаграмм и структура твердых растворов в исследованных системах Ьп3 Но3 вгО А ЬпЬа, 1
3.1. Результаты исследования процессов фазообразования в системе Ьа3 Но38гОАОз.
3.1.1. Механизм образования твердых растворов Ьа.хН0хгАС7.
3.1.2. Кинетика образования Ног8гА
3.1.3. Кинетика образования твердых растворов Ьа1.хНохгА
3.2. Фазовые равновесия.
3.2.1. Фазовая диаграмма в системе Но3 8гА.
3.2.2. Фазовая диаграмма в системе ЬагА НогА
3.2.3. Фазовая диаграмма в системе ЫбгАНогА
3.2.4. Термическая устойчивость твердых растворов Ьа.хНохгА
3.3. Результаты рентгеноструктурного анализа.
3.3.1. Уточнение структуры 8гНо4
3.3.2. Изменение параметров и объема элементарной ячейки
3.3.3. Упорядочение катионов 1л,Но3 и 8Г2 по структурным позициям в матрице ЬпгА ЬпЬа, 6.
3.3.4. Межатомные расстояния в твердых растворах
Основные результаты и выводы
Список литературы


Актуальность настоящей работы, в соответствии с поставленными в ней целями и задачами, определяется необходимостью развития представлений о распределении катионов в твердых растворах на основе соединений с гетеровалентным изоморфизмом, об их устойчивости, механизме образования и распада с учетом особенностей их фазовых диаграмм, а также необходимостью поиска методов направленного синтеза сложных неорганических веществ. Цель и задачи работы. Основной целью работы является исследование процессов фазообразования в двух четырехкомпонентных системах Ьа3 Но2Оз А 8Ю и Ш3 Но3 А БЮ и в частных разрезах ЬагА НогА и ШгА НогА, что позволяет выявить структурнохимический механизм образования твердых растворов Ьп1. НохгА Ьп Ьа, 3 с перовскитоподобным слоистым типом структуры. Кроме того, в цели работы входило исследование фазовых равновесий в слоистых оксидных системах в области высоких температур. В конкретные задачи входит синтез твердых растворов и изучение взаимосвязи термодинамических свойств твердых растворов и распределения катионов по структурным позициям, а также исследование характера распределения атомов редкоземельных и щелочноземельных элементов по эквивалентным позициям в сложных оксидах, относящихся к фазам РаддлесденаПоппера. Для твердых растворов поставлена задача исследовать влияние катионного замещения на характер упорядочения разнозарядных катионов межатомные взаимодействия в координационных полиэдрах. Поставленные задачи решались для объектов с перовскитоподобной слоистой структурой, кристаллизующихся в структурном типе ЗгзПгСЬ. Основными методами исследования для решения поставленных задач были твердофазный синтез по керамической технологии, рентгенофазовый анализ качественный и количественный, рентгеноструктурный анализ, который проводился но полному профилю дифрактограмм поликристаллических образцов с уточнением по методу Ритвельда и термический анализ визуальным политермическим методом. Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование процессов фазообразования в четырехкомпонентных системах Ьаз Но3 А0з БгО и Ы0з Но3 А3 вЮ Предложены и разработаны представления о структурнохимическом механизме формирования твердых растворов Ьп1. НохгА Ьп Ьа, 6. Изучена зависимость скорости реакции синтеза НогА от природы исходных компонентов. В системах ЬагАНогЛ и ШгАСЬНогА установлено существование непрерывного ряда твердых растворов Ьп1. НохгАС7, кристаллизующихся в структурном типе 8г3Т. Получены новые структурные данные, являющиеся развитием кристаллохимических представлений о строении твердых растворов с перовскитоподобной слоистой структурой, относящихся к фазам РаддлесденаПоппера. Выявлен механизм распада сложного оксида гольмия НогА. Впервые построены диаграммы состояния систем Но2Оз8гА, ЬагАОтНогА и гАНогА. Практическая значимость. Исследуемый класс систем слоистых оксидов представляется перспективной основой разработки новых материалов с уникальными свойствами, определяемыми двумерным характером структуры указанных соединений, для различных областей промышленности. Термический анализ визуально политермический анализ с помощью высокотемпературного микроскопа и печи Галахова. Механизм формирования и распада перовскитоподобных твердых растворов. Структура твердых растворов Ьщ. НОхгАЬО 1л1Ьа, 1,0х1. Упорядочение разнозарядных катионов Ьп и Бг по неэквивалентным структурным позициям в твердых растворах Ьщ. НОхгАЬО. Термический анализ был проведен на базе Института химии силикатов РАН. Международной конференции Химия высокоорганизованных веществ и научные основы нанотехнологии СанктПетербург, , XV Международной конференция по химической термодинамике в России. Москва, , i i, i, i i, , IX Национальной кристаллографической конференции Черноголовка, . По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, из них 2 статьи в российских рецензируемых научных журналах и 7 тезисов докладов на российских и международных конференциях. Выполнение исследования поддержано грантами Российского Фонда Фундаментальных Исследований 6 Структурнохимический механизм формирования соединений с гетеровалентным изоморфизмом, Научной программы Университеты России УР. НИР 2.