Изучение седловинных точек на поверхности ликвидуса и солидуса в тройных системах с трифторидами редкоземельных элементов

• Автор: Стасюк, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1.2 Образование максимумов и минимумов на кривых плавкости твердых растворов.
1.2.1 Образование минимумов на кривых плавкости в двойных системах
1.2.2 максимумы на кривых плавкости в двойных системах
1.2.3 Обоснование выбора объекта исследования
1.3 Фазовые диаграммы бинарных систем типа МР2 - МТ2 (где М, М' - Са, Бг, Ва, Об, РЬ).
1.3.1 Физические свойства флюоритов
1.3.2 Системы МГ2 - МТ2 (где М, М' - Са, 8г, Ва, Сс1, РЬ)
1.4 Фазовые диаграммы бинарных систем типа МР2 - КР3 (М - Са, Ьг; Я -РЗЭ).
1.4.1 Системы Са¥2 -КЬз (Я- РЗЭ)
1.4.2 Системы 8гР2 -КР3 (К-РЗЭ)
1.5 Тройные системы МТ2 - М'Т2 - КЕ3
1.6 Физические свойства флюоритовых твердых растворов - нестехиометрия как способ управления свойствами
2. МЕТОДИКА ЭКПЕРИМЕНТА.
2.1 Исходные материала
2.2 Дифференциально - термический анализ
2.3 Твердофазный синтез
2.4 Рентгенофазовый анализ
2.5 Спектры люминесценции
2.6 Сцинтилляционные характеристики
2.7 Спектры поглощения
2.8 Фтор-ионная проводимость
2.9 Измерение показателя преломления
2.10 Микротвердость
3. ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ ТРОЙНЫХ СИСТЕМ СаР2 - 8гЕ2 - ИР, (И
- Ьа, N(1, УЬ).
3.1 Тройная система СаР2 - 8гР2 - ЫёР3
3.2 Тройная система СаР2 - ЬгР2 - ЬаР3
3.3 Тройная система СаР2 - 8гР2 - УЪР3
4. ВЫРАЩИВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ СО СТРУКТУРОЙ ФЛЮОРТА
5. ПОСТРОЕНИЕ ФАЗОВОГО ПОРТРЕТА ТРОЙНЫХ СИСТЕМ СаК2
- 8гЕ2 - Мз (И - Ьа, N(1).
5.1 Методика определения состава
5.2 Построение фазовых портретов
5.3 Погрешность определения состава
6. ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ СО СТРУКТУРОЙ ФЛЮОРИТА В ТРОЙНЫХ СИСЕМАХ СаЕ2
- Юз (13 - РЗЭ).
6.1. Спектры люминисценции
6.2 Спектры сцинтиляции
6.3 Спектры поглощения
6.4. Фтор-ионная проводимость
7. ОБУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
7.1. Фазовые равновесия в тройных системах СаР2 - 8гР2 - ЯРз (Я - Ра, Ш, УЪ)
7.2 Выращивание монокристаллов твердых растворов со структурой
флюорита. 127-131.
7.3 Экспериментальное построение фазовых портретов
7.4 Физические свойства новых материалов на основе седловинных точек в тройнй системе
8. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
9 ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ.
Актуальность темы.
Монокристаллы фторидов щелочноземельных металлов МР2 со структурой флюорита используются в конструкционной оптике Ж -диапазона. Большая изоморфная емкость этих соединений, в первую очередь к трифторидам ЙР3 редкоземельных элементов (Я - Ьа - Ьи, У), приводит к образованию широких областей [1] твердых растворов М1_ХЯХР2+Х. Эти твердые растворы характеризуются высоким содержанием дефектов различного типа, что вызывает сильное изменение физических свойств при изменении химического состава (возрастание твердости, исчезновение спайности, рост ионной проводимости на несколько порядков и т.д.). Появляется неоднородное уширение полос люминесценции и поглощения, которое в значительной мере зависит от состава. Вариации состава могут приводить к образованию активных оптических центров различного типа.
Совокупность физических свойств (оптическая прозрачность в большом диапазоне длин волн, начиная от ПК и кончая УФ, низкое рассеивание, сравнительно высокая фтор-ионная проводимость, механическая прочность) делает твердые растворы состава МхЯ1.хБ2+х перспективными материалами в таких областях как конструкционная: оптика и ионика твердого тела (датчики на газообразные соединения фтора), создание твердотельных лазеров, для оптических и изолирующих слоев в системах полупроводник - диэлектрик.
Несмотря на очень широкий диапазон изменения свойств, возможности двухкомпонентных систем типа Ш2 - ЯБ3 (где М - Са, Б г, Ва; Я - РЗЭ) ограничены, когда требуется вариация одновременно нескольких параметров. Больше возможностей в этом отношении дает использование многокомпонентных твердых растворов со структурой флюорита. Увеличение числа компонентов в некоторых случаях диктуется необходимостью соактивации монокристаллических матриц, исходя из спектроскопических характеристик РЗЭ - ионов. В частности, длина волны

1.4. Фазовые диаграммы бинарных систем типа МТуМз
(М=Са, 8г; Я=РЗЭ).
В данном параграфе кратко рассмотрены фазовые диаграммы двойных систем МР2 - ЯР3 (М - Са, 8г; Я - РЗЭ), для ряда из которых характерно наличие максимума на кривых ликвидуса и солидуса твердых растворов со структурой флюорита.
1.4.1 Системы СаР2-НР3 (И-РЗЭ),
Диаграммы состояния систем этого ряда представлены на рис. 1.8. Для всех систем характерно существование широких областей образования гетеровалентных твёрдых растворов Саі_хЯхР2+х на основе флюорита. На кривых плавкости флюоритовых твёрдых растворов в некоторых системах существуют максимумы, обусловленные термической стабилизацией структуры флюорита при изоморфном замещении [23, 24]. Это явление впервые наблюдалось в системе СаР2-УР3, а впоследствии было отмечено и в других системах с гетеровалентными типами замещений. При исследовании спеченных образцов в некоторых системах обнаружено отклонение от правила Вегарда при х > 0.30 [23, 24].
Во всех системах образуются фазы переменного состава Я] _уСауР3_у со структурой типа тисонита - ЬаР3. В системах, где Я = Ьа-Ый, это - твёрдые растворы на основе компонента системы. При движении по ряду РЗЭ (Ьа-N<1) начиная с Рг на кривых ликвидуса и солидуса этих твёрдых растворов появляются максимумы. При появлении полиморфных переходов у соответствующих ЯР3 (Я = Бт, Об) фазы тисонитовой структуры превращаются в твёрдые растворы на основе высокотемпературной модификаций компонентов, на кривых плавления которых имеются максимумы. При исчезновении устойчивых модификации со структурой тисонита (ТЬ - Ьи, У), стабилизированные твердые растворы Са. уРз-у обособляются в виде конгруэнтно - плавящихся фаз переменного состава. Концентрационные пределы устойчивости этих фаз при переходе к системе