Высокотемпературный синтез с плазменным нагревом и исследование сложных оксидов на основе ортостанната цинка

• Автор: Григорян, Рудик Амазаспович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 153 с.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ШПИНЕЛЕЙ

1.2. ПОЛУЧЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ СО СТРУКТУРОЙ ШПИНЕЛИ

1.2.1 Получение и структурные исследования АН2В1 шпинелей

1.2.2 Получение и структурные исследования

шпинелей АИВ

1.3. ИССЛЕДОВАНИЯ РЕАКЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ И СВОЙСТВ СОЕДИНЕНИЙ СО СТРУКТУРОЙ ШПИНЕЛИ

2. ВЫВОДЫ ИЗ ОБЗОРА ЛИТЕРАТУРЫ. ОБОСНОВАНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3. ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ РЕАГЕНТЫ, ПРИБОРЫ, МЕТОДИКА СИНТЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1. Реагенты

3.2. МЕТОДЫ СИНТЕЗА ТУГОПЛАВКИХ СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ И ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ
3.2.1 Разработка методики высокотемпературного синтеза тугоплавких оксидов с низкотемпера турным плазменным нагревом
3.2.2 Методика синтеза по керамической технологии
3.3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ, АППАРАТУРА
3.3.1 Метод рентгенографического исследования
3.3.2 Спектральные методы
3.3.3 Методы измерения электрофизических параметров
ОГЛАВЛЕНИЕ
4. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА
ОСНОВЕ ОРТОСТАННАТА ЦИНКА
4.1 СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПСЕВДОБИНАРНОЙ СИСТЕМЫ
2пп 2п2ТЮ4
4.1.1 Сравнительное рентгенографическое исследование образцов псевдобинарной системы 2пп 2п2ТЮ4, полученных методом высокотемпературного синтеза с плазменным нагревом и по керамической технологии
4.1.2 Фазовый состав псевдобинарной системы 2пп 2п2ТЮ4 и кристаллические структуры соединений и твердых растворов составов 2п2Тнх8пх
4.1.3 Исследование соединений и твердых растворов
составов 2п2Тн.х8пх методом
мессбауэровской спектроскопии
4.1.4 Исследование соединений и твердых растворов составов 2п2Тх8пх методом ИК спектроскопии
4.1.5 Электрофизические свойства соединений и твердых растворов составов 2п2И1.х8пх
4.2 СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПСЕВДОБИНАРНОЙ СИСТЕМЫ
2пп 2пЮ4
4.2.1 Сравнительное рентгенографическое исследование образцов псевдобинарной системы 2пп 2пЮ4, полученных методом высокотемпературного синтеза с плазменным нагревом и по керамической технологии
4.2.2 Фазовый состав псевдобинарной системы 2пп 2пЮ4 и кристаллические структуры соединений и твердых растворов составов
ОГЛАВЛЕНИЕ
4.2.3 Исследование соединений и твердых растворов составов 2пп1о2гх методом мессбауэровской
спектроскопии
4.2.4 Исследование соединений и твердых растворов составов 7пп1.хггх методом ИК спектроскопии
4.2.5 Электрофизические свойства соединений и твердых растворов составов 2пп1.гх
4.3. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СОЕДИНЕНИЙ
ПСЕВДОБИНАРНОЙ СИСТЕМЫ гпп 2пБе
4.3.1 Сравнительное рентгенографическое исследование образцов псевдобинарной системы 2п2Эп 2пРе4, полученных методом высокотемпературного синтеза с плазменным нагревом и по керамической технологии
4.3.2 Фазовый состав псевдобинарной системы 2п2Эп 2пРе4и кристаллические структуры соединений и твердых растворов составов 2п2х8п1х Рех
4.3.3 Исследование соединений составов 2.x.x Рех
методом мессбауэровской спектроскопии
4.3.4 Исследование соединений и твердых растворов составов г2.xг.x Рех методом ИК спектроскопии
4.3.5 Электрофизические свойства соединений и твердых растворов составов г2.x.x Рех
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ
ВВЕДЕНИЕ


Впервые были синтезированы соединения переменного состава со структурой шпинели путем замены атомов титана атомами олова и циркония в ортотитанате цинка, атомов цинка и титана атомами железа III и изучены кристаллические структуры и электрофизические свойства полученных твердых растворов. Практическая ценность работы. Экспериментально установлена практическая возможность применения низкотемпературной плазмы для синтеза тугоплавких сложных оксидов, отличающегося от наиболее часто применяемой керамической технологии по простоте выполнения, трудоемкости и энергоемкости. Были синтезированы твердые растворы с широкими областями однородности, кристаллизующиеся в структуре шпинели и с электрофизическими свойствами, линейно зависящие от состава. Новый метод синтеза сложных тугоплавких оксидов в низкотемпературной плазме водород кислородном пламени, выгодно отличающийся от керамической технологии малой трудоемкостью и энергоемкостью и по быстроте исполнения. Синтез в низкотемпературной плазме новых твердых растворов с широкими областями однородности, с линейно изменяющимися электрофизическими свойствами в зависимости от состава, кристаллизующихся в структуре шпинели. Синтез образцов и исследование следующих прсевдобинарных систем 2i 2 2 2 и 2 4. Взаимозаменяемость атомов олова титана1У и циркония, а также возможность одновременной замены атомов цинкаИ и IV, атомами железаШ в шпинелях. Границы однородных фаз в псевдобинарных шпинелевых системах 2i1. Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований доложены на II Всесоюзном совещании по химии и технологии редких и рассеянных элементов г. Цахкадзор IV, V, VII X и XII республиканских совещаниях по неорганической химии гг. Ереван IV республиканской научнотехнической конференции аспирантов г. Ереван республиканском совещании по теме Физикохимический анализ неорганических соединений1 6 г. Ереван. Публикации. Основное содержание работы изложено в статьях и 2 тезисах докладов. Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения и семи разделов, включающих обзор литературы, экспериментальную часть, обсуждение результатов и выводы. Работа изложена на 4 страницах, содержит рисунков и таблиц. Библиография включает 5 названий. Автор считает своим приятным долгом выразить благодарность академику РАН Александру Григорьевичу Мержанову за поддержку на самом ответственном, завершающем этапе выполнения работы, ст. ИХФЧ РАН Н. С. Ованесяну за помощь, оказанную при проведении исследований методом мессбауэровской спектроскопии и зав лаб. ИРЕА В. А. Трунову за предоставленную возможность проведения рентгеноструктурных исследований. Особую благодарность хочу выразить моим научным руководителям докт. Л.А. Григоряну ИПХФ РАН и профессору Г. Г. Бабаяну Ереван за руководство работой и постоянную заботу. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Природная шпинель МдА кристаллизуется в кубической сингонии и принадлежит к пространственной группе РбЗт. Кристаллографическая элементарная ячейка содержит 8 формульных единиц. Кубически плотно упакованных атома кислорода образуют тетраэдрических и октаэдрических пустот. Катионы металлов занимают часть этих пустот атомы магния занимают 8 тетраэдрических, а атомы алюминия октаэдрических кислородных междоузлий, вызывая небольшое отклонение от идеальной плотнейшей упаковки атомов кислорода что, вероятно, связано с зарядами ионов металлов. Такую кристаллическую решетку образуют так называемые нормальные или необращенные шпинели РеА4 , СоА, А, МпА . В структуре шпинели кристаллизуются многочисленные соединения с простейшей формулой АВ4. Из принципа электронейтральности соединений следует, что такую простейшую формулу могут иметь три группы соединений, отличающихся зарядом ионов металлов 1 А2 и В3 2 А4 и В2 3 А6 и В1. Первые из них известны как А2В3 или шпинели, вторые А4В2 или шпинели, третьи А6В1 или шпинели. Согласно этой терминологии МдА АВ4 является А2В3 шпинелью. Следовательно, в кристаллической решетке нормальной шпинели восемь атомов А Мд занимают тетраэдрические, а все атомов В А1 октаэдрические междоузлия.