Процессы синтеза и целевые свойства никель- и свинецсодержащих ниобатов

• Автор: Штин, Сергей Анатольевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 138 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

1. Литературный обзор

1.1. Фазовые соотношения и кристаллохимия

исследуемых соединений

1.2. Обзор сведений по кинетике и механизму

твердофазного синтеза ниобатов.

1.3. Процессы электро и массопсреноса

1.4. Применение оксидных соединений в иономстрин

1.5. Выводы из литературного обзора и постановка задачи исследования

2. Исходные вещества, подготовка образцов.

экспериментальные методы исследования.
2.1. Характеристика исходных препаратов.
2.2. Методика твердофазного синтеза.
2.3. Подготовка образцов для исследования.
2.4. Экспериментальные методы исследования
2.4.1. Рентгенофазовый анализ РФА.
2.4.2. Термический анализ.
2.4.3. Термогравиметрический анализ.
2.4.3.1. Методика формальнокинетического анализа
2.4.4. Метод контактных диффузионных отжигов
2.4.5. Измерение электропроводности.
2.4.6. Метод импедансной спектроскопии
2.4.7. Методика измерения ЭДС электрохимических ячеек.
2.4.8. Качественный химический анализ.
2.5. Сравнительные методы расчета термодинамических свойств
2.6. Математическая обработка
3. Теоретическое прогнозирование фазовых равновесий
3.1. Расчт термодинамических свойств сложных оксидов систем
ЭЮ 15. 0
3.2. Теоретические расчты возможности существования
тройных сложных оксидов.
4. Фазовые соотношения в тройных системах
4.1. Фазы с перовскитоподобной структу рой криолит, перовскит
4.2. Фазы со слоиегой перовскитоподобной структурой
4.3. Фазы со структурой тетрагональной вольфрамовой бронзы.
4 4. Твердые растворы на основе фаз
Мс5.хМх и МеМЬгОб Ме Бг, Ва М . РЬ.
5. Кинетика и механизм синтеза никель и свинецсодержащих ниобатов
5.1. Исследование условий синтеза
5.2. Кинетика взаимодействия в тройных порошковых смесях.
6. Эл с ктр отра сп оргн ы с характеристики исследуемых соединений
7. Аттестация ннксльсодсржаших ниобатов в качестве материалов мембран ионосслекгивных электродов
Выводы.
Литература


Экспериментальное исследование фазовых равновесий в системах МеО МеСОэ МО ЫЬгОь где Ме Эг, Ва М , РЬ. Изучение кинетики твердофазного синтеза и последовательности фазообразования в порошковых реакционных смесях. А. Изучение особенностей электропсрсноса в керамических свинец и никельсодержащих ниобатах. Поиск наиболее нерспекгивных композиций для применения в ионометрии. Аттестация соединений и твердых растворов в качестве материалов мембран ионоселективных электродов. Научная новизна. Впервые получены новые никель и свинецсодержащие твердые растворы на основе ниобатов щелочноземельных метатлов и определены кинетические закономерности их образования. Оценены области стабильности и термодинамические характеристики ниобатов. Установлены области существования свинец и никельсодержащих твердых растворов. Впервые исследованы свойства новых материалов. Выявлены, аттестованы и апробированы наиболее перспективные матернаты для использования в качестве мембран ИСЭ. Практическая значимость. В работе рассчитаны термодинамические характеристики ниобатов щелочноземельных металлов, которые имеют справочный характер. Предложены, обоснованы и экспериментально подтверждены режимы синтеза твердых растворов и установлены наиболее перспективные для ионометрии соединения и твердые растворы. Ряд ниобатов предложен в качестве материалов мембран ИСЭ. МеДВД Ме Яг, Ва М РЬ. Новые экспериментальные данные о параметрах электропереноса в никель и свинешамешенных ниобатах. Результаты электрохимической аттестации новых ионоселективных электродов, созданных на основе ниобатов. Апробация работы. Результаты научной работы доложены и обсуждены на Российской научнотехнической конференции Новые материалы и технологии, Москва, Всероссийских конференциях Физикохимические проблемы создания керамики специального и общего назначения на основе синтетических и природных материалов, Сыктывкар, , XI конференции по физической химии и электрохимии расплавленных и твердых электролитов, Екатеринбург, IV и V Всероссийских научнопрактических конференциях Оксиды. Электрохимические методы анализа ЭМЛ, Москва, 5ом Международном совещании Фундаментальные проблемы ионики твердого тела, Черноголовка, Всероссийской конференции Сенсор Сенсоры и микросистемы, СанктПетербург, Всероссийской конференции Кинетика электродных процессов и ионноэлектронный транспорт в твердых электролитах, Екатеринбург, III Уральской региональной школесеминаре молодых ученых и студентов по физике конденсированного состояния, Екатеринбург, Всероссийской конференции Химия твердого тела и функциональные материалы, Екатеринбург, б1 Ii i i Ii II . Всероссийской конференции Актуальные проблемы аналитической химии. Москва, , 6ом Международном совещании Фундаметдльиые проблемы ионики твердого тела, Черноголовка, Всероссийских научных чтениях с международным участием. УланУдэ,
I. Фазовые соотношения в бинарных системах наиболее подробно описаны в работах 6. Фазовая диаграмма системы ВаО 1 9 приведена на рис. Установлено существование следующих индивидуальных соединений ВабЫЬзОи, ВаЫЬОу, ВаМЬ2Ок, ВаЫЬО, ВаЛЬгО ВазЫЬцОц, ВазНЬОзз, Ва0ЫЬ, ВаМО. Наиболее изученными являются первые пять соединений. На диаграмме состояния имеется малоизученная область так называемая фаза А рис. В этой области должно присутствовать соединение ВагМЬмОг, аналогичное соединению стронциевой системе. Но в литературе ист однозначного описания этой фазы. Фазовые соотношения в системе ЧЮМЬгО. Фазовая диаграмма приведена на рис. ВаО 60. Рассмотрим структурные особенности бинарных соединений. Ниобаты состава МеЫЬгОи имеют структуру криолита, которая явлется производной от структуры перовскита. Фазы Ме4МЬ2Оу кристаллизуются в структурном типе перовскита АВОД 1. Основа структур криолита и перовскита трхмерный ионный каркас из октаэдров ВОй с общими вершинами, центры которых заняты катионами. В структуре криолита рис. Рис. Диаграмма состояния системы ВаО 9. ВабИЪзОц 2 Ва,ЫЬУ 3 ВаЬАи 4 ВаЛО. ВаЫЬ2Оо ВаЛ4Ь,о 7 фаза А 8 ВаЛЬбО
Рис. Диаграмма состояния системы ЭЮ МЬгО, . ЗьМЬзО 5 БгЫЬОб 6 ЯЬюОг.