Колебательные спектры и эффекты ближнего порядка в оксидных соединениях со структурами пирохлора, веберита, витлокита

• Автор: Ковязина, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Соединения со структурой гшрохлора.

1.1.1. Структура пирохлора

1.1.2. Состав и свойства соединений со структурой цирохлора.

1.1.3. Колебательные спектры титанатных пирохлоров

1.2. Соединения со структурой веберита

1.3. Соединения со структурой витлокита.

1.3.1. Струкгура витлокита

1.3.2. Колебагельные спектры соединений со структурой

витлокита.
1.3.3. Катионная проводимость и особенности фазовых
переходов в витлокитоподобных соединениях
1.4. Оптические методы анализа
1.4.1. Методы колебательной спектроскопии ИК и КРС
1.4.2. Методы спектроскопии ультрафиолетовой и
видимой области
1.5. Выводы из обзора литера1уры и постановка задачи
Глава 2. Методы исследования.
2.1. Синтез образцов
2.2. Рентгенофазовый анализ.
2.3. Методы колебательной спектроскопии Ж и КРС.
2.4. Методы спекгроскопии ультрафиолетовой и
видимой области
2.5. Измерение электропроводности в зависимости
от температуры.
2.6. Измерение электропроводности в зависимости
от давления
Глава 3. Дефектообразование в соединениях со структурой пирохлора
на основе титаната 01Д1,
3.1. Характеризация образцов
3.2. ИК спектры пирохлоров на основе 01Тц
3.3. КР спектры пирохлоров на основе Сс1лТ1
3.3.1. Влияние состава на КР спектры
3.3.2. Влияние температуры на КР спектры
3.4. Транспортные характеристики пирохлоров С2хСахП7х2.
Глава 4. Дефектообразование в сложных оксидах Я.ЫЬО,
где Я Га, 6,01, У
Глава 5. Дефектообразование в сложных оксидах с витлокитоподобной
структурой.
Выводы.
Заключение.
Список литературы


Цель работы Выявление закономерностей протекания процессов образования дефектов в сложных оксидных фазах переменного состава со структурами пирохлора, веберита, витлокита, содержащих структурные вакансии установление корреляций между дефектной структурой, пармстрами колебательных спектров и транспортными характеристиками. Исследование ИК и КР спектров допироваиных титанатов вб, уСахТг, ч . Сс1,Т1,. Сач хпри комнатной температуре. При этом необходимо было установить пределы растворимости галлия в структуре пирохлора. Изучение образования дефектов в структуре титанатов 01 хСах П7 хГ и СсТ х0а. Г2 и ниобатов Я,ЫЬ при повышенных температурах. Изучение особенностей дефектной структуры витлокитоподобных Са, хИс1АОл2 до и после температуры фазового сегнетоэлектрического перехода. Впервые синтезирован твердый раствор 011ич0аух,. Показано, что введение гстсровалентных ионов в титанат гадолиния со структурой пирохлора 0 хСахТ и Об. Тц хСахО х,2 приводит к образованию вакансий в кислородных позициях и формированию полиэдров ТЮ5. При повышенных температурах разупорядочение анионной подрешетки в пирохлорной структуре 0 хСахТ связано с образованием междоузельных ионов кислорода. Показано, что образование дефектов в кристаллической решетке ниобатов Я3ЫЬ, где Я Са. Об, связанное с перераспределением кислорода между свободными и занятыми анионными позициями, ведет к росту кислородионной проводимости. Данные высокотемпературной КР спектроскопии ванадатов и фосфатов кальция Са. ЫхА2, где А V и Р, со структурой витлокита показывают, что в широком интервале температур до фазового перехода сегнстоэлектрик ионный проводник происходит образование доменов высокотемпературной Рфазы, с высокой подвижностью ионов кальция, встроенных в структуру рфазы. Практическая значимость. Получен обширный справочный материал по колебательным спектрам сложных оксидных соединений 0с. СахТ х2, всСТС,х0ах7 Я. НЪ ЯСа, 6, Об. У, СахКб2хРО. Са3 3хЫб2хУ2 при комнатной и повышенных температурах. Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на IV Международной конференции по Гэлементам г. Мадрид. Испания. Всероссийской конференции ХТТ г. Екатеринбург, г. ХГ1 Российской конференции по физической химии и электрохимии расплавов и твердых электролитов г. Нальчик, г. III Всероссийской конференции молодых ученых Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии г. Саратов, г. Международной конференции Наука о материалах на рубеже веков г. Киев. Научной конференции по неорганической химии и радиохимии, посвященной 0летию со дня рождения В. И. Спицина г. Москва. XVIII Международной конференции по КР сиектросоклии г. Будапешт, Венгрия, г. IX Междунродной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам Ломоносов г. Москва, г. Международном симпозиуме Фазовые превращения в твердых растворах и сплавах г. Сочи, г. По материалам диссертации опубликовано работ, в том числе 4 статьи в центральной печати. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы. Материал изложен на 8 страницах, куда входят рисунков, таблиц. Список цитируемой литерагуры содержит 8 наименований. ГЛАВА . Структура пирохлора. А, В металлы выделяют серию фаз изоструктурных природному минералу пирохлору КаСаМЬТаРОН . Эти соединения в основном имеют кубическую структуру пространственная группа БсЛт, в которой содержание катионов и кислорода меняется в широких пределах при изо и гетеровалентном замещении. Структура пирохлора может быть представлена упорядоченной структурой флюорита рис. В элементарной ячейке содержится 8 формульных единиц I 8. Более крупные А катионы заселяют позиции с. В структуре пирохлоров атомы кислорода занимают две позиции 8а и . Имеются также вакантные анионные позиции 8Ь. Атомы кислорода, находящиеся в позиции 8а, обозначают символом О. Катионы А имеют восьмикратную координацию в форме искаженного куба. Расстояние АО меньше АО. Катионы В находятся в центрах сильно искаженных октаэдров тригональных антипризм. Другими словами, катион В находится в цеггре куба из анионных позиций с двумя диагонально отсутствующими кислородами. А
Рис. Фрагмент структу ры пирохлора.