ВЗАЄМОДІЯ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ, ІТРІЮ ТА ІТЕРБІЮ ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1100 ºС
DOI:
https://doi.org/10.18524/2304-0947.2019.2(70).169235Ключові слова:
фазові рівноваги, оксид лантану, оксид ітрію, оксид ітербіюАнотація
Вперше досліджено фазові рівноваги в потрійній системі La2O3–Y2O3–Yb2O3 при температурі 1100 °С у всьому інтервалі концентрацій. Зразки різних складів отримані з розчинів азотнокислих солей випарюванням, сушкою і термообробкою при температурі 1100 ºC. За допомогою рентгенофазового аналізу встановлено, що в системі утворюються тверді розчини на основі різних кристалічних модифікацій вихідних компонентів та упорядкованої фази типу перовскиту. Кристалооптичні характеристики отриманих фаз визначали під поляризованими мікроскопами «МІН-8» і Leica. Показники заломлення вимірювали за допомогою імерсійних рідин (розчин триброміду арсену в метиленовому йодиді або сплавах сірки з селеном) з точністю 0,02. Визначено межі взаємної розчинності та концентраційні залежності параметрів решітки для всіх фаз. Ізотермічний переріз діаграми стану системи La2O3–Y2O3–Yb2O3 при 1100 °C характеризуються наявністю однієї трифазної (B + C + R), чотирьох однофазних (A-La2O3, B-La2O3, R, C-Y2O3 (Yb2O3)) і двофазних (A + B, B + R, C + R, B + C) областей. Утворення твердих розчинів відбувається за механізмом ізовалентного заміщення, а стійкість упорядкованих фаз і твердих розчинів визначається розмірним фактором: великі іони Nd3+ заміщують La3+, менші іони РЗЕ церієвого ряду Sm3+, Eu3+, Gd3+ заміщують Y3+ і La3+, тоді як іони РЗЕ ітрієвого ряду заміщують виключно Y3+. Упорядкована R-фаза в потрійній системі існує в більш широкому діапазоні концентрацій, ніж у подвійній системі.Посилання
Wang S.F., Zhang J., Luo D.W., Gu F., Tang D.Y., Dong Z.L., Tan G.E., Que W.X., Zhang T.S., Li S., Kong L.B. Transparent ceramics: Processing, materials and applications. Prog. Solid State Chem., 2013, vol. 41, no 1-2, pp. 20–54. http://dx.doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2012.12.002.
Sanghera J., Bayya S., Villalobos G., Kim W., Frantz J., Shaw B., Sadowski B., Miklos R., Baker C., Hunt M., Aggarwal I., Kung F. Transparent ceramics for high–energy laser systems. Opt. Mater., 2011, vol. 33, pp. 511–518. http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2010.10.038
Boniecki M., Librant Z., Wajler A., Wesołowski W., Weglarz H. Fracture toughness, strength and creep of transparent ceramics at high temperature. Ceram. Int., 2012, vol. 38, no 6, pp. 4517–4524. http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.02.028
Vydryk G.A, Solovyov T.V., Kharitonov F.YA. Prozrachnaya keramika [Transparent ceramics]. Moscow, Energy, 1980, 96 p. (in Russian)
Prasad N.S., Trivedi S., Susan K., Wang Ch.-Ch., Kim J.-S., Hommerich U., Shukla V., Sadangi R. Development of ceramic solid-state laser host materials. Proceedings of the SPIE. 2009, vol. 7193, ID. 71931X http://dx.doi.org/10.1117/12.813785
Chen S., Wu Y. New opportunities for transparent ceramics. Am. Ceram. Soc. Bull, 2013, vol. 92, no 2, pp. 32–37.
Chen Y., Lin X., Lin Y., Luo Z. Spectroscopic properties of Yb3+ ions in La2(WO4)3 crystal. Solid State Comm, 2004, vol. 132, no 8, pp. 533–538. http://dx.doi.org/10.1016/ j.ssc.2004.09.010
Gong X., Xiong F., Lin Y. Crystal growth and spectral properties of Pr3+:La2(WO4)3. Mater. Res. Bull., 2007, vol. 42, no 3, pp. 413–419. http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2006.07.013
Lakshminarasimhan N., Varadaraju U.V. Luminescent host lattices, LaInO3 and LaGaO3 reinvestigation of luminescence of d10 metal ions. Mater. Res. Bull., 2006, vol. 41, no 4, pp. 724–731. http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2005.10.010
Chudinovych O.V., Andryevskaya E.R., Bohatureva G.D., Spasenova L.N. Vzaimodeystvie oksidov lantana i itterbiya pri temperature 1500 °C. Modern problems of physical material, 2014, no 23, pp. 12–23 (in Russian).
Andryevskaya E.R., Kornienko O. A., Chudinovych O.V., Urbunovych V.S. Interaction oxides of lanthanum and ytterbiy at a temperature of 1600 ° C Annotated compilation of projects of the joint competition DFFDBRFFD, 2018, pp. 88-93 (in Ukrainian).
Hiroyuki A.I., T. Hyrosy, T. Katsumory, S. Syundzyu, S. Joses. Material dlya uplotneniya mejdu keramicheskimi izdeliyami, keramikoy i metallom. Application number 58– 41766 (Yap). 1981.
Yoshimura M., Rong X.–Zh. Various solid solutions in the systems Y2O3–R2O3 (R – La, Nd, and Sm) at high temperature. J. Mater. Sci. Lett., 1997, vol. 16, pp. 1961–1963. http://dx.doi.org/10.1023/A:1018559322304.
Andrievskaya E.R. Fazovy’e ravnovesiya v sistemah oksidov gafniya, cirkoniya i ittriya s oksidami redkozemel’ny’h e`lementov [Phase equilibria in systems hafnium oxide, zirconium and yttrium oxides of rare earth elements.] Kiev, Nuykova dymka, 2010, 470 p. (in Russian)
Andrievskaya E. R. Phase equilibria in the refractory oxide systems of zirconia, hafnia and yttria with rare–earth oxides. J. Eur. Ceram. Soc, 2008, vol. 28, no 12, pp. 2363–2388. http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.01.009
Coutures J, Rouanet A., Verges R., Foex M. Etude a haute temperature des systems formes par le sesquioxyde de lanthane et les sesquioxydes de lanthanides. I. Diagrammes de phases (1400 oC < T < T Liquide). J. Solid State Chem., 1976, vol. 17, no 1–2, pp. 172–182. http://dx.doi.org/10.1016/0022-4596(76)90218-8
Coutures J. Sibieude F., Foex M. Etude a haute température des systèmes formés par les sesquioxydes de lanthane avec les sesquioxydes de lanthanides. II. Influence de la trempe sur la nature des phases obtenues à la température ambiante. J. Solid State Chem., 1976, vol. 17, no 4, pp. 377–384. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-4596(76)80006-0
Lopato L.M., B. S. Nyhmanov, A.V. Shevchenko, Z.A. Zaitseva Interaction with lanthanum oxide yttrium oxide. Izv. USSR Academy of Sciences. Ino. materials., 1986, vol. 22, no 5, pp. 771-774(in Russian).
Berndt V. Maier D., Keller C. New ABO3 interlanthanide perovskite compounds. J. Solid State Chem, 1975, vol.13, no 1–2, pp. 131–135. http://dx.doi.org/10.1016/0022-4596(75)90090-0
Mizuno M., Rouanet A., Yamada T., Noguchi T. Phase diagram of the system La2O3–Y2O3 at high temperatures. J. Ceram. Soc. Japan, 1976, vol. 84, no 7, pp. 342–347. http://dx.doi.org/10.2109/jcersj1950.84.971_342
Coutures J., Foex M. Etude a haute temperature du diagrama d’ equilibrie du systeme forme par le sesquioxyde d’yttrium. J. Solid State Chem, 1974, vol. 11, no 4, pp. 294–300.
George Wei, Emma T., Rhodes William H. Analytical microscopy study of phases and fracture in Y2O3–La2O3 alloys. J. Am. Ceram. Soc, 1988, vol. 71, no 10, pp. 820–825. http://dx.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1988.tb07529.x
Rhodes W.H. Controlled transient solid second phase sintering of yttria. J. Am. Ceram. Soc, 1981, vol. 64, no1, pp. 13–17. http://dx.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1981.tb09551.x
Muller–Buschbaum Hk., Teske Chr. L., Zur Kenntnis Kristallstruktur von LaYbO3. Z. Anorg. Allg. Chem., 1969, vol. 369, no 3-6, pp. 255–264. http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19693690316
Muller–Buschbaum Hk. Untersuchung am System La2O3–Yb2O3. Z. Anorg. Allg. Chem. 1969, Vol. 369, no 3-6. pp. 249–254. http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19693690315.
Foex M., Traverse J.P. Remarques sur les transformations cristallines presentees a haute temperature par les sesquioxydes de terres rares. Rev. Int. Hautes Temp. Refract., 1966, vol. 3, pp. 429-453.
Toropov S.A. State diagrams of refractory oxides. Leningrad, Nauka, 1987, pp. 822. (in Russian).
Coutures J., Sibieude F., Foex M. Etude a haute température des systèmes formés par les sesquioxydes de lanthane avec les sesquioxydes de lanthanides II. Influence de la trempe sur la nature des phases obtenues à la température ambiante. J. Solid State Chem., 1976, vol. 17, no 4, pp. 377–384. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-4596(76)80006‑0
Shannon R.D. Revised effective ionic radii systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta Crystallogr. A., 1976, vol. 32, no 5, pp. 751-754.
Andryevskaya E.R., Zaitseva Z.A., Shevchenko A.V., Lopato L.M. Interaction evropyya oxide with yttrium oxide. Modern problems of physical material., 1995, no 23, pp. 126-132 (in Russian).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Вісник Одеського національного університету. Хімія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
