Научно-технические разработки ВНИИХТ | |
Название | Образование кристаллической структуры и фазовые переходы в сложных оксидах Ln2Me2O7 (Ln = La – Lu; Me = Ti, Zr, Hf) |
DOI | 10.17580/tsm.2019.07.07 |
Автор | Попов В. В., Царенко Н. А., Ястребцев А. А., Менушенков А. П. |
Информация об авторе | Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», Москва, Россия: В. В. Попов, старший научный сотрудник, эл. почта: victorvpopov@mail.ru
АО «ВНИИХТ», Москва, Россия: Н. А. Царенко, ведущий научный сотрудник, эл. почта: nadatsar@gmail.com |
Реферат | Методами рентгеновской дифракции и спектроскопии комбинационного рассеяния (КР) исследованы закономерности формирования и эволюции кристаллической структуры сложных оксидов Ln2Me2O7 (Ln = La – Lu; Me = Ti, Zr, Hf), образующихся в результате прокаливания аморфных прекурсоров, синтезированных соосаждением из растворов солей металлов. Показано, что параметры процессов кристаллизации, а также ход дальнейших фазовых превращений во многом определяются величиной отношения радиуса катионов γ = rLn3+/rMe4+. В случае цирконатов и гафнатов РЗЭ при кристаллизации аморфных прекурсоров первоначально образуются нанокристаллические порошки с ГЦК-структурой флюорита. Дальнейшее увеличение температуры отжига ≥1000 oC в случае Ln = La – Dy приводит к фазовому переходу флюорит → пирохлор, температура которого увеличивается, а интенсивность снижается с уменьшением радиуса РЗЭ. Порошки, содержащие РЗЭ с меньшим радиусом катиона, сохраняют флюоритную структуру во всем исследованном диапазоне температур. Для Yb2Zr2O7 обнаружено образование δ-фазы. В случае титанатов РЗЭ (Ln = Sm – Yb) кристаллизация аморфных прекурсоров приводит сразу к образованию пирохлорной структуры. Для титанатов РЗЭ с большим радиусом катионов (Ln = La – Nd) наблюдается образование слоистого перовскита. Рассчитаны энергии активации роста кристаллитов для указанных типов фазовых переходов, что позволило объяснить с энергетической точки зрения наблюдаемую последовательность структурных превращений аморфная фаза флюорит пирохлор в цирконатах и гафнатах РЗЭ. Обнаружена хорошая корреляция между данными дифракционных измерений и результатами спектроскопии КР. Сделан вывод, что спектроскопия КР является более чувствительным методом (по сравнению с дифракцией) для исследования фазовых переходов в сложных оксидах РЗЭ. Данная работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 18-12-00133). Авторы выражают благодарность И. В. Щетинину, Н. М. Мещерякову, Л. А. Аржаткиной, Н. В. Огневской, М. В. Железному за помощь в проведении экспериментов. |
Ключевые слова | Сложные оксиды, РЗЭ, кристаллизация, фазовый переход, пирохлор, флюорит, слоистый перовскит, δ-фаза, рентгеновская дифракция, спектроскопия комбинационного рассеяния |
Библиографический список | 1. Simeone D., Thorogood G. J., Huo D., Luneville L., Baldinozzi G., Petricek V., Porcher F., Ribis J., Mazerolles L., Largeau L., Berar J. F., Surble S. Intricate disorder in defect fluorite/pyrochlore: a concord of chemistry and crystallography. Scientific Reports. 2017. Vol. 7. pp. 1–7. |
Language of full-text | русский |
Полный текст статьи | Получить |