DOI: https://doi.org/10.18524/2304-0947.2018.1(65).124546

ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ Al2O3−TiO2−Nd2O3 ПРИ 1400 °С

I. S. Tyshchenko, S. M. Lakiza, V. P. Red’ko

Анотація


Вперше побудовано ізотермічний переріз діаграми стану системи Al2O3−TiO2−Nd2O3 при 1400 °С. Нових фаз і помітних областей гомогенності на основі компонентів та подвійних сполук не знайдено. Ізотермічний переріз містить сім вузьких двофазних та вісім трифазних областей. Можливість триангуляції системи визначається фазою Nd2Ti2O7, яка знаходиться в рівновазі зі сполуками Al2TiO5, NdAlO3 та компонентами системи TiO2 і Al2O3. Утворення фаз Nd4Ti9O24, Nd2Ti3O12 та Nd2TiO5 у подвійній обмежуючій системі TiO2−Nd2O3 спричиняє появу частково бінарних перерізів Al2TiO5−Nd4Ti9O24, Al2TiO5−Nd2Ti3O12 та NdAlO3−Nd2TiO5.

Ключові слова


керамічні матеріали; фазові рівноваги; ізотермічний переріз; діаграма стану

Повний текст:

PDF

Посилання


Kimura M., Nanamatsu S., Kawamura T., Matsushita S. Ferroelectric, electrooptic and Piezoelectric Properties of Nd2Ti2O7 Single Crystal. Japan J. Appl. Phys., 1974, vol. 13, pp. 1473-1474. http://dx.doi.org/10.1143/JJAP.13.1473

Yamamoto J.K., Bhalla A.S. Piezoelectric properties of layered perovskite A2Ti2O7 (A=La and Nd) singlecrystal fibers. J. Appl. Phys., 1991, vol. 70, no 8, pp. 4469-4471. http://dx.doi.org/10.1063/1.349078

Prasadarao A.V., Selvaraj U., Komarneni S., BhallaA.S. Grain orientation in sol-gel derived Ln2Ti2O7 ceramic (Ln=La, Nd). Mater. Letters., 1991, vol. 12, pp. 306-310. http://dx.doi.org/10.1016/0167-577X(91)90106-G

Yan H., Ning H., Kan Y., Wang P., Reece M.J. Piezoelectric Ceramics with Super-Higs Curie Points. J. Am.Ceram. Soc., 2009, vol. 92, no 10, pp. 2270-2275. http://dx.doi.org/10.1111/j.1551-2916.2009.03209.x

Bayart A., Saitzek S., Ferri A., PouhetR., Chambrier M.-H., Roussel P., Desfeuxa R. Microstructure and nanoscale piezoelectric/ferroelectric properties in Ln2Ti2O7 (Ln=La, Pr and Nd) oxide thin fi lms grown by pulsed laser deposition. Thin Solid Films., 2014, vol. 553, pp. 71-75. http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2013.11.036

Berger M.-H., Sayir A. Directional solidifi cation of Al2O3–Al2TiO5 system. J. Eur. Ceram. Soc., 2008, vol. 28, pp.2411-2419. http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.03.005

Tarasovskij V.P., Lukin E.S. Titanat alyuminiya – metody polucheniya, mikrostruktura, svojstva. Ogneupor. mater., 1985, no 6, pp. 24-31.(in Russian)

Toropov N.F., Barzakovskij V.P., Lapin V.V., Kurceva N.N. Diagrammy sostoyaniya silikatnyh sistem.Spravochnik. Vypuskpervyj. Dvojnyesistemy. L.: Izd. “Nauka”, Leningr. otd., 1969. 822 p. (in Russian)

Hayun S., Navrotsky A. Formation enthalpies and heat capacities of rear earth titanates: RE2TiO5 (RE=La, Nd and Gd). J. Sol. Stat. Chem., 2012, vol. 187, pp. 70-74. http://dx.doi.org/10.1016/j.jssc.2011.12.033

Gong W., Zhang R. Phase relationship in the TiO2−Nd2O3 pseudo-binary system. J. All. Comp., 2013, vol. 548,pp. 216-221. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.08.112

Petrova M.A., Grebenshchikov R.G. Specifi c features of the phase formation in the titanate systems Ln2TiO5−Ln΄2TiO5 (Ln = La, Gd, Tb, Er; Ln΄ = Tb, Lu). Glass Phys. Chem., 2008, vol. 34, no 5, pp. 603-607. http://dx.doi.org/10.1134/S1087659608050118

Kolar D., Gaberscek S., Volavsek B., Parker H.S., Roth R.S. Synthesis and Crystal Chemistry of BaNd2Ti3O10,BaNd2Ti3O10, and Nd4Ti9O24. J. Sol. Stat. Chem., 1981, vol. 38, pp. 158-164. http://dx.doi.org/10.1016/0022-4596(81)90030-X

Kolar D., Gaberscek S., Barbulescu A., Volavšek B. Nd2O3 4TiO2 phase in the system Nd2O3−TiO2. J. Less-Com.Metal., 1978, vol. 60, pp. 137-141. http://dx.doi.org/10.1016/0022-5088(78)90099-1

Zagorodnyuk A.V., Sadkovskaya L.V., SHamraj G.V., Kovalevskaya I.P., Magunov R.L., Teterin G.A. Sistema Nd2O3−TiO2. Zh. neorgan. him., 1986,vol. 31, no 9,pp. 2389-2393. (in Russian)

Skapin S.D., Kolar D., Suvorov D. Phase stability and equilibria in the La2O2−TiO2 system. J. Eur. Ceram. Soc.,2000, vol. 20, pp. 1179-1185. https://dx.doi.org/10.1016/S0955-2219(99)00270-8

Jonker G.H.,Havinga E.E. The infl uence of foreign ions on the crystal lattice of barium titanate. Mat. Res. Bull.,1982, vol. 17, pp. 345-350. http://dx.doi.org/10.1016/0025-5408(82)90083-6

Sych A.M., Bilyk D.I., Klenus V.G., Novik T.V. Metatitanatylantana, prazeodima i neodima. Zh. neorgan. him.,1976, vol. 21, no 12, pp. 3220-3225. (in Russian)

Bertaut F., Forrat F. Etudedescombinaisons des oxydes des terresrares avec l’alumine et la galline. C. R. Acad.Sci., Paris., 1956, vol. 243, pp. 1219-1222.

Schneider S.J., Roth R.S., Waring J.L. Solid state reactions involving oxides of trivalent cations. J. Res. Nat.Bur. Stand., 1961, vol. 65A, no 4, pp. 364-374. http://dx.doi.org/10.6028/jres.065A.037

Toropov N.A., Kiseleva T.P. Binarnaya sistema okis’ neodima-glinozem i nekotoryedannye o sistemeokis’neodima-glinozem-kremnezem. Zh. neorgan. him., 1961, vol. 6, no 10, pp. 2353-2358. (in Russian)

Godina N.A., Keller E-H.K. Usloviya obrazovaniya alyuminatov lantana, prazeodima i neodima. Izv. AN SSSR. Ser. Him., 1966, no 1,pp. 24-31. (in Russian)

Goldberg D. Contribution a l’etude des systemeformes par l’alumine avec quelquesoxydes de metaux trivalentet tetravalents, en particulier, l’oxyde de titane. Rev. Int. Hautes Temp. Refract., 1968, vol. 5, no 3, pp. 181-194.

Mizuno M., Yamada T., Noguchi T. Phase diagram of the system Al2O3–Nd2O3 at high temperatures. J. Ceram.Soc. Jap., vol. 85, no 2, pp. 90-95.

Antic-Fidanchev F., Caro P., Hebd C.R. Notes des membres et correspondants et notes presentees. Optical absorbtion spectrum. Séances Acad. Sci., Ser. C., 1977, vol. 284, no 13, pp. 471-474.

Couture J.P. The Al2O3–Nd2O3 phase diagram. J. Am. Ceram. Soc., vol. 68, no 3, pp. 105-107. http://dx.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1985.tb09645.x


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. Kimura M., Nanamatsu S., Kawamura T., Matsushita S.Ferroelectric, electrooptic and Piezoelectric Properties of Nd2Ti2O7 Single Crystal // Japan J. Appl. Phys. – 1974. – Vol. 13. – P. 1473-1474. http://dx.doi.org/10.1143/JJAP.13.1473

2. Yamamoto J.K.,Bhalla A.S. Piezoelectric properties of layered perovskite A2Ti2O7 (A=La and Nd) single-crystal fibers // J. Appl. Phys. – 1991. – Vol. 70, N 8. – P. 4469-4471. http://dx.doi.org/10.1063/1.349078

3. Prasadarao A.V., Selvaraj U., Komarneni S., Bhalla A.S.Grain orientation in sol-gel derived Ln2Ti2O7 ceramic (Ln=La, Nd) // Mater. Letters.– 1991. – Vol. 12. – P. 306-310.http://dx.doi.org/10.1016/0167-577X(91)90106-G

4. Yan H.,Ning H., Kan Y., Wang P., Reece M.J.Piezoelectric Ceramics with Super-Higs Curie Points // J. Am.Ceram. Soc. – 2009. – Vol. 92, N 10. – P. 2270-2275. http://dx.doi.org/10.1111/j.1551-2916.2009.03209.x

5. Bayart A.,Saitzek S., Ferri A., PouhetR., Chambrier M.-H., Roussel P., Desfeuxa R. Microstructure andnanoscalepiezoelectric/ ferroelectricproperties in Ln2Ti2O7 (Ln=La, Pr and Nd) oxide thin fi lms grown by pulsedlaser deposition // Thin Solid Films. – 2014. – Vol. 553. – P. 71-75. http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2013.11.036

6. Berger M.-H., Sayir A. Directional solidifi cation of Al2O3–Al2TiO5 system // J. Eur. Ceram. Soc. – 2008. – Vol.28. – P. 2411-2419. http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.03.005

7. Тарасовский В.П., Лукин Е.С. Титанат алюминия – методы получения, микроструктура, свойства // Огнеупорные материалы. – 1985. – № 6. – С. 24-31.

8. Торопов Н.Ф., Барзаковский В.П., Лапин В.В., Курцева Н.Н. Диаграммы состояния силикатных систем. Справочник. Выпуск первый. Двойныесистемы. Л.: Изд. “Наука”, Ленингр. отд., 1969. – 822c.

9. Hayun S., Navrotsky A. Formation enthalpies and heat capacities of rear earth titanates: RE2TiO5 (RE=La, Nd and Gd) // J. Sol. Stat. Chem. – 2012. – Vol. 187. – P. 70-74. http://dx.doi.org/10.1016/j.jssc.2011.12.033

10. Gong W., Zhang R. Phase relationship in the TiO2−Nd2O3 pseudo-binary system // J. All. Comp. – 2013. – Vol.548. – P. 216-221. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.08.112

11. Petrova M.A., Grebenshchikov R.G. Specifi c features of the phase formation in the titanate systems Ln2TiO5−Ln΄2TiO5 (Ln = La, Gd, Tb, Er; Ln΄ = Tb, Lu) // Glass Phys. Chem. – 2008. – Vol. 34, N 5. – P. 603-607. http://dx.doi.org/10.1134/S1087659608050118

12. Kolar D., Gaberscek S., Volavsek B., Parker H.S., Roth R.S. Synthesis and Crystal Chemistry of BaNd2Ti3O10, BaNd2Ti3O10, and Nd4Ti9O24 // J. Sol. Stat. Chem. – 1981. – Vol. 38. – P. 158-164. http://dx.doi.org/10.1016/0022- 4596(81)90030-X

13. Kolar D., Gaberscek S., Barbulescu A., _Volavšek B. Nd2O3 4TiO2 phase in the system Nd2O3−TiO2 // J. Less-Com. Metal. – 1978. – Vol. 60. – P. 137-141. http://dx.doi.org/10.1016/0022-5088(78)90099-1

14. Загороднюк А.В., Садковская Л.В., Шамрай Г.В., Ковалевская И.П., Магунов Р.Л., Тетерин Г.А. Система Nd2O3−TiO2 // Ж. неорган. хим. – 1986. – Т. 31, № 9. – С. 2389-2393.

15. Skapin S.D.,Kolar D., Suvorov D. Phase stability and equilibria in the La2O2−TiO2 system // J. Eur. Ceram. Soc. – 2000. – Vol. 20. – P. 1179-1185. https://dx.doi.org/10.1016/S0955-2219(99)00270-8

16. Jonker G.H., Havinga E.E. The infl uence of foreign ions on the crystal lattice of barium titanate // Mat. Res.Bull. – 1982. – Vol. 17. – P. 345-350. http://dx.doi.org/10.1016/0025-5408(82)90083-6

17. Сыч А.М., Билык Д.И., Кленус В.Г., Новик Т.В. Метатитанаты лантана, празеодима и неодима // Ж. неорган. хим. – 1976. – Т. 21, № 12. – С. 3220-3225.

18. Bertaut F., Forrat F. Etudedescombinaisons des oxydes des terresrares avec l’alumine et la galline // C. R. Acad.Sci., Paris. – 1956. – Vol. 243. – P. 1219-1222.

19. Schneider S.J., Roth R.S., Waring J.L. Solid state reactions involving oxides of trivalent cations // J. Res. Nat.Bur. Stand. – 1961. – Vol. 65A, N 4. – P. 364-374. http://dx.doi.org/10.6028/jres.065A.037

20. Торопов Н.А., Киселева Т.П. Бинарная система окись неодима-глинозем и некоторые данные о системе окись неодима-глинозем-кремнезем // Ж. неорган. хим. – 1961. – Т. 6, № 10. – С. 2353-2358.

21. Година Н.А., Келлер Э.К. Условия образования алюминатов лантана, празеодима и неодима // Изв. АН СССР. Сер. Хим. – 1966. – № 1. – С. 24-31.

22. Goldberg D. Contribution a l’etude des systemeformes par l’alumine avec quelquesoxydes de metaux trivalent et tetravalents, en particulier, l’oxyde de titane // Rev. Int. Hautes Temp. Refract. – 1968. – Vol. 5, N 3. – P. 181-194.

23. Mizuno M., Yamada T., Noguchi T. Phase diagram of the system Al2O3–Nd2O3 at high temperatures // J. Ceram.Soc. Jap. – 1977. – Vol. 85, N 2. – P. 90-95.

24. Antic-Fidanchev F., Caro P., Hebd C.R. Notes des membres et correspondants et notes presentees. Optical absorbtion spectrum // Séances Acad. Sci., Ser. C. – 1977. – Vol. 284, N 13. – P. 471-474.

25. Couture J.P. The Al2O3–Nd2O3 phase diagram // J. Am. Ceram. Soc. – 1985. – Vol. 68, N 3. – P. 105-107. http:// dx.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1985.tb09645.x





Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.