ВЗАЄМОДІЯ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ, ІТРІЮ ТА ІТЕРБІЮ ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1500 ºС

O. V. Chudinovych, E. R. Andrievskaya

Анотація


Вперше досліджено фазові рівноваги у потрійній системі La2O3–Y2O3–Yb2O3 при температурі 1500 °С у всьому інтервалі концентрацій. Зразки різних складів отримані
з розчинів азотнокислих солей випарюванням, сушкою і термообробкою при температурах 1100 та 1500 ºC. За допомогою рентгенофазового аналізу та петрографії вста-
новлено, що в системі утворюються тверді розчини на основі різних кристалічних модифікацій вихідних компонентів та упорядкованих фаз типу перовскиту. Визначено границі розчинності та концентраційні залежності періодів кристалічних ґраток фаз, що утворюються у системі.

Ключові слова


фазові рівноваги; оксиди лантану; оксиди ітрію; ітербію

Повний текст:

PDF

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. Progress in Solid State Chemistry, 2013, vol. 41, 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. Optical Materials, 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. Ceramics International, 2012, vol. 38, 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., Kutcher S., Chen–Chia W., Joo–Soo K., Uwe H., Vijay S., Rajendra S. Development of ceramic solid–state laser host materials. Narasimha.s.prasad@nasa.gov

Chen S., Wu Y. New opportunities for transparent ceramics. Amer. Ceram. Soc. Bull, 2013, vol. 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, 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, 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, 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. Kiev, IPM National Academy of Sciences of Ukraine, 2014, no 23, pp. 12–23 (in Russian).

Hiroyuki A.I., Nabory I, Hyrosy T., Katsumory T., Syundzyu S., Joses S. Material dlya uplotneniya mejdu keramicheskimi izdeliyami, keramikoy i metallom. Patent Yap No 58– 41766, 1981.

Yoshimura M., Rong X.–Z. Various solid solutions in the systems Y2O3–R2O3 (R – La, Nd, and Sm) at high temperature. J. of 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. of the European 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, pp. 377–384. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-4596(76)80006-0

Lopato L.M., Nyhmanov B.S, Shevchenko A.V., Zaitseva Z.A. Vzaimodeystvie oksida lantana s oksidom ittriya. Izv. USSR Academy of Sciences. Ino. Materials, 1986, 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 haute temperature du diagrama d’equilibrie du systeme forme par le sesquioxyde d’yttrium. J. Solid State Chem. 1974. Vol. 11, N 4. P. 294–300. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-4596(74)80034-4.

Wei G.C., Emma T., Rhodes W.H., Horvath S., Harmer M. 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, no 1, pp. 13–17. http://dx.doi.org/10.1111/j.1151-2916.1981.tb09551.x

23. Müller-Buschbaum Hk., Teske Chr. Zur Kenntnis Kristallstruktur von LaYbO3. Z. Anorg. Allg. Chem., Bd, 1969, pp.255–264. http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19693690316

Muller–Buschbaum Hk. Untersuchung am System La2O3–Yb2O3. Z. Anorg. Allg. Chem. Bd, 1969, pp. 249–254. http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19693690315

Toropov S.A., Borzakovskiy V.P., Lapin V.V., Kurtseva N.N. Diagrammy’ sostoyaniya sistem tugoplavkih oksidov [State diagrams of refractory oxides] Leningrad, Nauka, 1987, 822 p. (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 temperature ambiante. J.Solid State Chem, 1976, vol. 14, 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. http://dx.doi.org/10.1107/ S0567739476001551

Andryevskaya E.R., Zaitseva Z.A., Shevchenko A.V., Lopato L.M. Vzaimodeystvie oksida evropiya s oksidom ittriya. Kiev, IPM National Academy of Sciences of Ukraine, 1995, no 23, pp.126–132 (in Russian).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1. 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 // Progress Solid State Chemistry. – 2013. – Vol. 41. – P. 20–54. http://dx.doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2012.12.002.

2. 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 // Optical Materials. – 2011. – Vol. 33. – P. 511–518. http://dx.doi.org/10.1016/j.optmat.2010.10.038.

3. Boniecki M., Librant Z., Wajler A., Wesołowski W., Weglarz H. Fracture toughness, strength and creep of transparent ceramics at high temperature // Ceramics International. – 2012. – Vol. 38. – P. 4517–4524. http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2012.02.028.

4. Выдрик Г.А., Соловьева Т.В, Харитонов Ф.Я. Прозрачная керамика. – М: Энергия, 1980. – 96 с.

5. Prasad N.S., Trivedi S., Kutcher S., Chen–Chia W., Joo–Soo K., Uwe H., Vijay S., Rajendra S. Development of ceramic solid–state laser host materials // Режим доступу: Narasimha.s.prasad@nasa.gov.

6. Chen S., Wu Y. New opportunities for transparent ceramics // Amer.Ceram. Soc. Bull. – 2013. – Vol. 2. – P. 32–37.

7. Chen Y., Lin X., Lin Y., Luo Z. Spectroscopic properties of Yb3+ ions in La2(WO4)3 crystal // Solid State Comm. – 2004. – Vol. 132. – Р. 533–538. http://dx.doi.org/10.1016/ j.ssc.2004.09.010.

8. Gong X., Xiong F., Lin Y. Crystal growth and spectral properties of Pr3+:La2(WO4)3. // Mater. Res. Bull. – 2007. – Vol. 42. – P. 413–419. http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2006.07.013.

9. Lakshminarasimhan N., Varadaraju U.V. Luminescent host lattices, LaInO3 and LaGaO3  areinvestigation luminescence of d10 metal ions // Mater. Res. Bull. – 2006. – Vol. 41. – Р. 724–731. http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2005.10.010.

10. Чудинович О.В., Андриевская Е.Р., Богатырева Ж.Д., Спасенова Л.Н. Взаимодействие оксидов лантана и иттербия при температуре 1500 оС // Современные проблемы физического материаловедения. – Киев, ИПМ

НАН Украины. – 2014. № 23. С. 12–23.

11. Хироюки И., Набору И., Хироси Т., Кацумори Т., Сюндзю С., Йосио С. Материал для уплотнения между керамическими изделиями, керамикой и металлом // Заявка № 58– 41766 (Яп.). 1981.

12. Yoshimura M., Rong X.–Z. Various solid solutions in the systems Y2O3–R2O3 (R – La, Nd, and Sm) at high temperature // J. Mater. Sci. Lett. – 1997. – Vol. 16. – P. 1961–1963. http://dx.doi.org/10.1023/A:1018559322304.

13. Андриевская Е.Р. Фазовые равновесия в системах оксидов гафния, циркония и иттрия с оксидами редкоземельных элементов: Монография. – К.: Наук. думка, 2010. – 470 с.

14. Andrievskaya E.R. Phase equilibria in the refractory oxide systems of zirconia, hafnia and yttria with rare–earth oxides // J. European Ceram. Soc. – 2008. – Vol. 28, N 12. – Р. 2363–2388. http://dx.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.01.009.

15. 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, N 1–2. – P. 172–182. http://dx.doi.org/10.1016/0022-4596(76)90218-8.

16. 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 – P. 377–384. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-4596(76)80006-0.

17. Лопато Л.М., Нигманов Б.С., Шевченко А.В., Зайцева З.А. Взаимодействие оксида лантана с оксидом иттрия // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. – 1986. – 22, № 5. – С. 771–774.

18. Berndt V., Maier D., Keller C. New ABO3 interlanthanide perovskite compounds // J. Solid State Chem. – 1975. – Vol. 13, N 1–2. – P. 131–135. http://dx.doi.org/10.1016/0022-4596(75)90090-0.

19. 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, N 7. – P. 342–347. http://dx.doi.org /10.2109/jcersj1950.84.971_342.

20. Coutures J., Foex M. Etude  haute temperature du  diagrama d’equilibrie du systeme forme par le sesquioxyde d’yttrium // J. Solid State Chem. – 1974. – Vol. 11, N 4. – P. 294–300. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-4596(74)80034-4.

21. Wei G.C., Emma T., Rhodes W.H., Horvath S., Harmer M. Analytical microscopy study of phases and fracture in Y2O3–La2O3 alloys // J. Am. Ceram. Soc. – 1988. – Vol. 71, N 10. – P. 820-825. http://dx.doi.org /10.1111/ j.1151-2916.1988.tb07529.x.

22. Rhodes W.H. Controlled transient solid second phase sintering of yttria // J. Am. Ceram. Soc. – 1981. – Vol. 64, N 1. – P. 13–17. http://dx.doi.org /10.1111/j.1151-2916.1981.tb09551.x.

23. Müller-Buschbaum Hk., Teske Chr. Zur Kenntnis Kristallstruktur von LaYbO3. // Z. Anorg. Allg. Chem., Bd. – 1969. – P. 255–264.http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19693690316

24. Muller–Buschbaum Hk. Untersuchung des System La2O3–Yb2O3 // Z. Anorg. Allg. Chem. Bd. – 1969. – P.249–254. http://dx.doi.org/10.1002/zaac.19693690315.

25. Торопов С.А., Барзаковский В.П., Лапин В.В., Курцева Н.Н. Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов. Л.: Наука, 1969. – 822c.

26. Coutures J., Sibieude F., Foex M. Etude a haute température des systèmes formés par les sesquioxydes de lanthane avecles 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, N 4. – P. 377–384. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-4596(76)80006-0.

27. Shannon R.D. Revised effective ionic radii systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides// Acta Crystallogr. A. – 1976. – Vol. 32, N 5. – P. 751–754. http://dx.doi.org/10.1107/S0567739476001551

28. Андриевская Е.Р., Зайцева З.А., Шевченко А.В., Лопато Л.М. Взаимодействие оксида европия с оксидом иттрия // Современные достижения в области физического материаловедения. – Киев: ИПМ НАН Украины. – 1995. – С. 126–132.





DOI: https://doi.org/10.18524/2304-0947.2016.2(58).74785

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


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