ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ПОТРІЙНОЇ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ La2O3–ZrО2–HfO2 ПРИ 1100 °C

Автор(и)

  • Ю. В. Юрченко Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, відділ функціональної кераміки на основі рідкісних земель, Україна https://orcid.org/0000-0003-3749-2339
  • С. Ф. Корічев Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, відділ функціональної кераміки на основі рідкісних земель, Україна https://orcid.org/0000-0003-2689-3129
  • Г. К. Барщевська Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, відділ функціональної кераміки на основі рідкісних земель, Україна
  • К. І. Забіяка Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича НАН України, відділ функціональної кераміки на основі рідкісних земель, Україна

DOI:

https://doi.org/10.18524/2304-0947.2024.2(88).322133

Ключові слова:

діаграма стану, тверді розчини, діоксиди гафнію та цирконію, періоди кристалічних ґраток, функціональна кераміка

Анотація

Методом рентгенофазовогоa аналізу досліджено фазові рівноваги в системі на основі діоксидів цирконію, гафнію та оксиду лантану. За отриманими даними побудовано ізотермічний переріз потрійної діаграми стану системи ZrО2–HfO2–La2O3 при температурі 1100 °C. Утворення нових фаз в дослідженій системі не встановлено. Визначено, що область гомогенності на основі впорядкованої фази зі структурою типу пірохлору розташована в концентраційному інтервалі 35–38 мол% La2O3 вздовж променя La2O3 –(50 мол% ZrО2–50 мол% HfO2). Вздовж зазначеного променя структурні параметри елементарних комірок впорядкованої структури типу пірохлору змінюються від а = 1,0761 нм для двофазного зразка (М+Ру) 47,5 мол% ZrО2 – 47,5 мол% HfO2 – 5 мол% La2O3 до а = 1,0772 нм для граничного складу твердого розчину та, зрештою, до а = 1,0781 нм для гетерогенного складу (А+Ру) 10 мол% ZrО2 – 10 мол% HfO2 – 80 мол% La2O3.

Посилання

Kablov E. N., Stolyarova V. L., Vorozhtcov V. A., Lopatin S. I., Shugurov S. M., Shilov A. L., Karachevtsev F. N., Medvedev P. N. Vaporization and thermodynamics of ceramics in the Sm2O3–Y2O3–HfO2 system. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2020, vol. 34, pp. 8693–8704. https://doi.org/10.1002/rcm.8693

Roy C. K., Noor-A-Alam M., Choudhuri A. R., Ramana C. V. Synthesis and microstructure of Gd2O3-doped HfO2 ceramics. Ceram. Int., 2012, vol. 38, no 3, pp. 1801–1806.

Li C., Ma Y., Xue Z., Yang Y., Chen J., Guo H. Effect of Y doping on microstructure and thermophysical properties of yttria stabilized hafnia ceramics. Ceram. Int., 2018, vol. 44, no 15, pp. 18213–18221.

Morozova L. V., Kalinina, M. V., Panova, T. I., Popov V. P., Drozdova I. A., Shilova O. A. Synthesis of the study of solid solutions based on the ZrO2–HfO2–Y2O3 (CeO2) system. Glass Phys. Chem., 2017, vol. 43, pp. 464–470. https://doi.org/10.1134/S1087659617050133

Lehan J. P., Mao Y., Bovard B. G., Macleod H. A. Optical and microstructural properties of hafnium dioxide thin films. Thin Solid Films, 1991, vol. 203, no 2, pp. 227–250. https://doi.org/10.1016/0040-6090(91)90131-G

Nishide T., Honda S., Matsuura M., Ide M. Surface, structural and optical properties of sol-gel derived HfO2 films. Thin Solid Films, 2000, vol. 371, no 1, pp. 61–65. https://doi.org/10.1016/S0040-6090(00)01010-5

Vinogradov V. Synthesis of a rare-earth doped hafnia hydrosol: towards injectable luminescent nanocolloids. Colloids Surf. B Biointerfaces, 2017, vol. 154, pp. 21–26.

Bakan E., Vaßen R. Ceramic top coats of plasma-sprayed thermal barrier coatings: materials, processes, and properties. J. Therm. Spray Technol., 2017, vol. 26, no 992, pp. 1010. https://doi.org/10.1007/s11666-017-0597-7

Lakiza S., Hrechanyuk M., Red’ko V. The role of hafnium in modern thermal barrier coatings. powder. Metall. Met. Ceram., 2021, vol. 60, pp. 78-89. https://doi.org/10.1007/s11106-021-00217-1

Cheynet M. C., Pokrant S., Tichelaar F. D., Rouvìre J. L. Crystal structure and band gap determination of HfO2 thin films. J. Appl. Phys., 2007, vol. 101, no 5, pp. 54101. https://doi.org/10.1063/1.2697551

Shevchenko A. V., Lopato L. M., Tkachenko V. D., Ruban A. K. Interaction of hafnium and zirconium dioxides. Izv. Akad. Nauk SSSR, Neorg. Mater., 1987, vol. 23, no 2, pp. 259–263. [in Russian].

Andrievskaya E. R., Gerasimyuk G. I., Kornienko O. A., Samelyuk A. V., Lopato L. M., Red’ko V. P. Phase equilibria in the HfO2–ZrO2–CeO2 system at 1500 °C. Powder. Metall. Met. Ceram., 2006, vol. 45, pp. 448–456. https://doi.org/10.1007/s11106-006-0105-y

Rouanet A. Contribution a l’etude des systemes zirconia – oxydes des lanthanides au voisinage de la fusion: Мemoire de these. Rev. Intern. Hautes Temper. et Refract., 1971, vol. 8, no 2, pp. 161–180.

Andriyevskaya E. R. Phase equilibria in systems of hafnium, zirconium, yttrium oxides with oxides of rare earth elements. Kyiv: Naukova Dumka, 2010, 470 p. [in Russian].

Bastide B., Odier P., Coutures J.P. Phase equilibrium and martensitic transformation in lanthana – doped zirconia. J. Am. Ceram. Soc. 1988, vol. 71, no 6, pp. 449–453.

Kornienko, O., Yurchenko, Yu., Olifan, O., Samelyuk, A., Zamula, M., Pavlenko, O. Phase relation studies in the ZrO2–HfO2–La2O3 system at 1250 °С and 1500 °С. Chem. Thermodyn. Therm. Anal., 2024, vol. 16, pp. 100144–100174. https://doi.org/10.1016/j.ctta.2024.100144

Kornienko O. A., Bykov A. I., Andrievskaya E. R. Phase Equilibria in the ZrO2–La2O3–Sm2O3 system at 1100 °C. Powder. Metall. Met. Ceram., 2020, vol. 59, no 3–4, pp. 224–231. https://doi.org/10.1007/s11106-020-00154-5

Andrievskaya E. R., Kornienko O. A., Bykov A. I., Sameliuk A. V. Phase equilibria in the ZrO2–La2O3–Gd2O3 system at 1600 °C. Powder. Metall. Met. Ceram., 2020, vol. 58, no 11–12, pp. 714–724. https://doi.org/10.1007/s11106-020-00128-7

Kornienko O. A., Аndrievskaya О. R., Bykov O. I., Sameljuk A. V., Bataiev Yu. M. Phase equilibrium in systems based on oxides of zirconium, lanthanum and samarium. J. Eur. Ceram. Soc., 2021, vol. 41, pp. 3603–3613. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.01.004

Yurchenko Yu. V., Kornienko O. A., Korichev S. F., Yushkevych S. V. Isothermal section of the ZrO2–HfO2–Eu2O3 ternary diagram at 1100 °C. Visn. Odes. nac. univ., Him., 2023, vol. 28, no 2, pp. 72–82. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2023.2(85).286605 [in Ukrainian].

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-25

Як цитувати

Юрченко, Ю. В., Корічев, С. Ф., Барщевська, Г. К., & Забіяка, К. І. (2024). ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ПОТРІЙНОЇ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ La2O3–ZrО2–HfO2 ПРИ 1100 °C. Вісник Одеського національного університету. Хімія, 29(2(88), 85–93. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2024.2(88).322133

Номер

Том 29 № 2(88) (2024)

Розділ

Статті

Ліцензія

Creative Commons License

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.