Ионпроводящие флюоритоподобные твердые растворы на основе оксида висмута

• Автор: Ермакова, Лариса Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

1.1. Фазовые соотношения в системе О.

1.2. Электрические свойства В0.

1.3. Общие сведения О структуре И проводимости Вп2.

1.4. Системы на основе ВЬ и их фазовые соотношения

1.4.1. Системы В1 ММ УуЬа.

1.4.2. Система

1.4.3. Система ВОъ М5М ,Та

1.4.4. Квазитройные системы на основе В

1.5. Альтернативный синтез твердых растворов на основе оксида висмута

1.6. Спектроскопия комбинационного рассеяния света В0 и твердых растворов на его основе

Выводы по литобзору обоснование темы работы

Глава 2. Экспериментальные методы исследования
2.1. Характеристика исходных веществ и методы синтеза
2.2. Подготовка образцов для исследования электропроводности
2.3. Экспериментальные методы аттестации и исследования
2.3.1. Метод рентгенофазового анализа.
2.3.2.Метод спектроскопии комбинационного рассеяния света.
2.3.3. Дифференциальный термический анализ
2.3.4.Методика измерения общей электропроводности.
2.3.5.Седимептаиионный анализ порошков
2.3.6.Растровая электронная микроскопия РЭМ.
Глава 3. Синтез и исследование физикохимических свойств бинарных твердых растворов системы В Тт2.
3.1. Получение твердых растворов ВхТтх методом твердофазного синтеза.
3.2. Рентгенографические исследования твердых растворов
В2хТтхОз.
3.3. Исследование термического поведения ВхТтх методом ДТА
3.4. Исследование границ метастабильности кубических твердых растворов ВхТтхО3 .
3.5. Исследование влияния термообработки на формирование твердых растворов ВхТтхО .
3.6. Определение термической устойчивости твердых растворов
Ш2хТтхОъ
и
3.7. Исследование спектров комбинационного рассеяния света бинарных твердых растворов ВхТтх.
3.8. Исследование проводимости твердых растворов ВхтхЪ
Выводы к главе 3.
Глава 4. Влияние химической предыстории твердых растворов В2хТтх на их структуру и электрофизические свойства.
4.1. Структурные и морфологические параметры порошков твердых растворов ВхТтх с различной химической предысторией
4.2. Исследование электропроводности твердых растворов ВхТтхОт с различной химической предысторией.
Выводы к главе
Глава 5. Синтез, структу рные особенности и транспортные свойства твердых растворов системы Тт2Оз Вс
5.1. Исследование фазообразования в системе Ы2О, Тт2 5сз
5.2. Исследование термической устойчивости твердых растворов В2хуТ хс уОз методом дифференциальнотермического
анализа.
5.3. Изучение КРспектров твердых растворов ВхуТтхВсуО
5.4. Изучение проводимости твердых растворов ВхуТтх8с уО .
Выводы к главе
Глава 6. Синтез и физикохимические свойства твердых растворов систем з Тт2Оз М5М АЪ,Та.
6.1. Исследование фазообразования в системах
ВОъ Тт2Ог 5 Та
6.2. Определение термической устойчивости твердых растворов ВхуТтхМу5М АЪ,Та
6.3. Кристаллохимия твердых растворов с двойным замещением
В2хуТхМ уМ АЪ,Та
6.4. Исследование КРспектров твердых растворов
ВхутХМуОъдМ Ь,Та.
6.5. Изучение электропроводности твердых растворов
в2хуТтхМ уОхбм КЬ,Та.
Выводы к главе
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Температурные и концентрационные зависимости проводимости твердых растворов на основе оксида висмута при замещении висмута на изовалентные Тт ь Вс и гетеровалентные Тт А1ЬТа катионы. Результаты исследований, выполненных в рамках диссертационной работы, докладывались на V Всероссийской научной конференции Оксиды. Кисловодск, . Публикации Материалы диссертационной работы представлены в публикациях, в том числе 5 статьях в журналах, рекомендованных ВАК, и тезисах докладов материалов российских и международных конференций. Работа выполнялась в лаборатории химии соединений редкоземельных элементов ИХТТ УрО РАН. Исследования выполнены в рамках тематики грантов Президента РФ по программе Поддержка научных школ НШ3, НШ3, НШ, НИМ , проекта фундаментальных исследований, выполняемых в УрО РАН в гг Б, программы ОХНМ РАН, выполняемой в УрО РАН в гг. I и i III. I . I I I . I 1 I I I I I i III i i . II. II . I I . Личный вклад автора Основная часть работы выполнена соискателем самостоятельно отдельные эксперименты были проведены совместно с соавторами опубликованных работ. Некоторые методологические и теоретические вопросы, а также результаты экспериментов обсуждались с соавторами работ и научным руководителем. Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов, списка литературы изложена на 3 страницах, содержит рисунков и таблиц. Список цитируемой литературы включает 6 наименований. В1О протекают относительно легко , высокая концентрация заряженных дефектов типична для всех соединений этой системы и может приводить к образованию различных упорядоченных структур. Оксидные фазы, где средняя степень окисления висмута 5 , при обычных условиях термодинамически нестабильны. V 9. Висмута оксид типичный основной оксид лимонножелтого цвета при обычной температуре. Не растворяется в воде, хорошо растворяется в кислотах, плохо в растворах щелочей. В природе встречается в виде минерала бисмита или висмутовой охры. Соединения висмута, в том числе оксид висмута, широко используются при изготовлении катализаторов, оптических стекол, керамики, люминофоров, сегнетоэлектрических, акустоонтических, фармацевтических, сверхпроводящих и др. Проявление того или иного свойства висмутсодержащих материалов, безусловно, связано со структурным состоянием исследуемого соединения. I 1. I ii . II. Реализация различных структурных состояний соединений висмута возможна благодаря богатому структурному полиморфизму чистого оксида. В литературе 2, 9, упоминается о пяти полиморфных модификациях, в которых полуторный оксид висмута может существовать псевдоромбической, моноклинной, тетрагональной и двух кубических ОЦК и ГЦК. Джмояь. Увеличение энтропии при фазовом переходе а 8 составляет от общего увеличения энтропии а фазы при переходе из твердого в жидкое состояние. Подобный результат указывает на высокую степень разупорядочения кислородной подрешетки в 7фазе . X, или ОЦК у фазы, существующей от 9 до 0 X , , . Рис. Образование той или иной промежуточной фазы зависит от температуры, с которой начинается охлаждение, и скорости охлаждения . Вероятно, что на образование метастабильных модификаций влияет наличие возможных примесей 1, , присутствующих, как правило, в любом реактиве. С . Данные о полиморфных превращениях В полученные рядом авторов, представлены в таблице 1. Таблица 1. Впервые кристаллическая структура оксида висмута определена i , . Позднее структуру Я. Он установил пространственную группу, параметры элементарной ячейки, атомную координацию. Структурные данные сведены в таблицу 1. Изучением структурных особенностей занимался еще ряд авторов , . Структура i рис. I и шестикратной координацией II. Атомы 2 окружены шестью атомами кислорода, лежащими в вершинах сильно искаженного октаэдра. Вр. В кислородных слоях в направлении оси с присутствуют ряды вакансий , . Таблица 1. Параметры решетки а,А 5. Ь,А 8. А 7. О 2. Может сохраняться вплоть до комнатной температуры. Т7 . Используя высокотемпературную рентгеновскую дифрактометрию, Ii и показали, чго модификация является тетрагональной с параметрами элементарной ячейки, представленными в табл.