Исследование влияния электрического поля на рост кристаллов раствор-расплавным методом

• Автор: Ксенофонтов, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 01.04.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ПОЛЕЙ НА ПРОЦЕССЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ
1.2. ЭЛЕКТРОКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ
1.3. ВЫБОР ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.3.1. Твердые электролиты
1.3.2. Объекты исследования
ГЛАВА 11. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1.1. Синтез и рост кристаллов
2.1.2. Характеризация полученных соединений
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. СИСТЕМА Ы3РО4 - Е140е04 - ЪьМоО,, - ЫБ
3.1.1. Рост кристаллов Ы3. хР1_у(Эех04
3.1.2. Кристаллизация при наложении электрического поля
3.1.3. Ионная проводимость ЫЗЛХ(Р .х.уСехМоу)04
3.2. СИСТЕМА Ы2ТЮе05 - Ы2Мо04 - Ы2У04
3.2.1. Рост кристаллов ЫрПСеО5
3.2.2. Кристаллизагц/я при наложении электрического поля
3.2.3. Ионная проводимость ЫТРЮгО^
3.3. СИСТЕМА Ъа2Оз - М0О3 - Ы2Мо04
3.3.1. Рост кристаллов ЫхЬауМо02
3.3.2. Кристаллизация при наложении электрического поля
3.3.3. Ионная проводимость ЫхЬауМоО:
3.4. СИСТЕМА У203 - УЬ203 - А1203 - В203 - К2Мо3О10
3.4.1. Рост кристаллов ¥і.хУЬхАіз(ВОз)4
3.4.2. Кристаллизация при наложении электрического поля
3.5. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ НА КРИСТАЛЛИЗАЦИЮ В ИССЛЕДОВАННЫХ СИСТЕМАХ
ГЛАВА IV. РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ЕІ:и7(Ро.6УСе0.24Мо(,и7)04
4.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ САМОСБОРКИ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУР
4.3. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ Еі3 ]7(Роб90ео 2+Моо 07)04
4.4. КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ У,.хУЬхА13(ВОз)4
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы.
Получение материалов с заданными, воспроизводимыми характеристиками, однородных по морфологическому составу является одной из задач химии твердого тела и современного материаловедения. Воспроизводимость физико-химических и дисперсных характеристик может быть достигнута путем выбора необходимого метода и подбора условий синтеза (кристаллизации). В еще большей степени задача усложняется в процессе выращивания массивных монокристаллов, необходимых как для проведения реальных физических экспериментов, так и для использования в качестве рабочих тел специальных приборов. Определение оптимальных условий процесса роста является важнейшей задачей исследований в области получения совершенных кристаллов с воспроизводимыми свойствами. На процесс кристаллизации, помимо таких факторов, как концентрация исходных реагентов, температура реакционной среды, величина pH, наличие комплексообразователя, оказывают влияние и внешние поля. Исследования влияния различных полей (гравитационных, магнитных, электрических и др.) на процессы кристаллизации имеют многолетнюю историю, но интерес к ним не уменьшается в силу открывающихся новых перспектив их практического использования.
Цели и задачи работы.
Диссертационная работа посвящена исследованию влияния особых контролируемых условий на выращивание кристаллических веществ и изучению их физических свойств и структурных особенностей, возникающих при воздействии внешнего электрического поля. Исследования проводились для ряда соединений, полученных методом раствор-расплавной кристаллизации при приложении к системе «расплав — растущий кристалл» постоянного или переменного электрического поля. Как известно,

Кислородпроводящие свойства соединения Ьа2Мо209 были установлены Ьасогге ей а1 в 2000г. [139]. В настоящее время опубликовано множество работ, посвященных исследованию структуры, фазовых переходов, транспортных, оптических и других физических свойств этого соединения. Методом твердофазного синтеза Ьа2Мо209 получают в виде керамических образцов [139,140]. Синтез проходит в два этапа: на первом этапе спрессованные исходные оксиды отжигают при 500-600°С, затем перетирают и отжигают второй раз при температуре порядка 1000°С. Полученные таким образом керамические образцы содержат достаточно большие кристаллиты с размерами около 3 мкм [140,141]. Кроме твердофазного синтеза использовались и другие методы. Например, однофазный нанокристаллический порошок Ьа2Мо209 был получен посредством полимеризации полиакрилатов Ьа и Мо [142]: после отжига порошка при 800°С размеры кристаллитов достигали 1-2 мм. В работе [143] кристаллы Ьа2Мо209были получены из расплава при температуре 1400°С.
Кристаллическая структура йа^Мо-Юо.
Первоначально считалось, что при комнатной температуре соединение Ьа2Мо209 существует в кубической фазе, однако на сегодня доказано, что низкотемпературная а-фаза обладает моноклинной симметрией, и при температуре 580°С Ьа2Мо209 испытывает фазовый переход первого рода в кубическую высокотемпературную [3-фазу [144].
Высокотемпературная Р-фаза Ка2Мо209 - кубическая, с параметром элементарной ячейки а = 7.201А при температуре 617°С [145]. К особенностям структуры можно отнести расположение кислорода- в трех различных позициях 0(1), 0(2), 0(3) кратностью 4, 12 и 12 соответственно. Позиции 0(1) полностью заняты, позиции 0(2) и 0(3) имеют факторы заселенности (при Т = 670°С) 0.78(2) и 0.38(2) соответственно [146]. Следует отметить, что в отличие от других кислородпроводящих соединений, Ьа2Мо209 обладает собственными деффектами по кислороду.