ПРОГНОЗУВАННЯ ПОВЕРХНІ ЛІКВІДУСУ У СИСТЕМІ Al₂O₃–TiO₂–La₂O₃
DOI:
https://doi.org/10.18524/2304-0947.2025.2(90).352369Ключові слова:
система Al₂O₃–TiO₂–La₂O₃, фазові рівноваги, взаємодія, поверхня ліквідусу, діаграма стануАнотація
Вперше зроблено прогноз побудови поверхні ліквідусу діаграми стану системи Al₂O₃–TiO₂–La₂O₃ на площину концентраційного трикутника. На поверхні ліквідусу існує тринадцять полів первинної кристалізації фаз на основі TiO₂, твердих розчинів на основі високотемпературної кубічної форми X, високотемпературної гексагональної форми Н, та низькотемпературної гексагональної форми A кристалічних модифікацій La₂O3 та фаз b-Al₂TiO₅ (b-AT), a-Al₂TiO₅ (a-AT), a-Al₂O₃ (AL), La₂O₃·11Al₂O₃ (b), LaAlO₃ (LA), La₂TiO₅(LT), La₂Ti₂O₇ (LT₂), La₂Ti₃O₉ (LT₃) та La₄Ti₉O₂₄ (L₂T₉). Встановлено наявність п’ятьох чотирифазних нонваріантних евтектичних рівноваг, трьох чотирифазних нонваріантних рівноваг перехідного типу, а також чотирьох трифазних нонваріантних евтектичних рівноваг за участю рідини. Максимальна температура на поверхні ліквідусу системи становить 2310 °С і відповідає точці плавлення La₂O₃. Мінімальна температура ліквідусу становить 1420 °С і відповідає температурі плавлення потрійної евтектики b-AT+TiO₂+LT₃.
Посилання
Hayun S., Navrotsky A. Formation enthalpies and heat capacities of rear earth titanates: RE2TiO5 (RE=La, Nd and Gd). Solid State Chem. 2012, 187, 70–74. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2011.12.033
Baba M. A., Elhag A. G., Almuslet N. A., Elgied A. M. A., Salih A. M. The characterizations of La2Ti2O7 thin films deposited by pulsed laser deposition at different annealing temperatures. Am. J. Nanoscien. 2020, 6(2), 14–17. https://doi.org/10.11648/j.ajn.20200602.12
Kushwaha A. K. Vibrational, mechanical and thermodynamical properties of RE2Ti2O7 (RE=Sm, Gd, Dy, Ho, Er and Yb) pyrochlores. Inter. J. Modern Phys. B. 2017, 31(21), 1750145. https://doi.org/10.1142/S0217979217501454
Ansari N. I., Sivagnanapalani P., Sureshkumar V., Shivaraj B. W., Panda P. K. Synthesis of lanthanum titanate (La2Ti2O7) for high temperature sensor applications. J. Mater Sci: Mater Electron. 2021, 32(23), 27422–27428. https://doi.org/10.1007/s10854-021-07117-5
Gao Z., Wu L., Lu C., Gu W., Zhang T., Liu G., Xie Q., Li M. The anisotropic conductivity of ferroelectric La2Ti2O7 ceramics. J. Europ. Ceram. Soc. 2017, 37(1), 137–143. https://doi.org/10.1016/j.jeurce-ramsoc.2016.08.020
Garbout A., Turki T., Férid M. Structural and photoluminescence characteristics of Sm3+ activated RE2Ti2O7 (RE=Gd, La) as orange-red emitting phosphors. J. Luminesc. 2018, 196, 326–336. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2017.12.066
Fuierer P. A., Newnham R. E. La2Ti2O7 ceramics. J. Am. Ceram. Soc. 1991, 74(11), 2876–2881. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1991.tb06857.x
Yamamoto J. K., Bhalla A. S. Piezoelectric properties of layered perovskite A2Ti2O7 (A=La and Nd) single-crystal fibers. J. Appl. Phys. 1991, 70(8), 4469–4471. https://doi.org/10.1063/1.349078
Prasadarao A., Selvaraj U., Komarneni S., Bhalla A. S. Grain orientation in sol-gel derived Ln2Ti2O7 ceramics (Ln=La, Nd). Mater. Letters. 1991, 12(5), 306–310. https://doi.org/10.1016/0167-577X(91)90106-G
Takahashi J., Kageyama K., Hayashi T. Dielectric properties of double-oxide ceramics in the system Ln2O3–TiO2 (Ln=La, Nd and Sm). Jpn. J. Appl. Phys. 1991, 30(9S), 2354–2358. https://doi.org/10.1143/JJAP.30.2354
Skapin S. D., Kolar D., Suvorov D. X-ray diffraction and microstructural investigation of the Al2O3–La2O3–TiO2. J. Am. Ceram. Soc. 1993, 76(9), 2359–2362. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1993.tb07777.x
Skapin S. D., Kolar D., Suvorov D. Phase stability and equilibria in the La2O2–TiO2 system. J. Eur. Ceram. Soc. 2000, 20(8), 1179–1185. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(99)00270-8
Yan H., Ning H., Kan Y., Wang P., Reece M. J. Piezoelectric ceramics with super-high Curie points. J. Am. Ceram. Soc. 2009, 92(10), 2270–2275. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2009.03209.x
Bayart A., Saitzek S., Ferri A., Pouhet R., Chambrier M.-H., Roussel P., Desfeux R. Microstructure and nanoscale piezoelectric/ferroelectric properties in Ln2Ti2O7 (Ln=La, Pr and Nd) oxide thin films grown by pulsed laser deposition. Thin Solid Films. 2014, 553, 71–75. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2013.11.036
Gao Z., Suzuki T. S., Grasso S., Sakka Y., Reece M. J. Highly anisotropic single crystal-like La2Ti2O7 ceramic produced by combined magnetic field alignment and templated grain growth. J. Eur. Ceram. Soc. 2015, 35(6), 1771–1776. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2014.12.003
Reddy B. M., Sreekanth P. M., Reddy E. P. Surface characterization of La2O3–TiO2 and V2O5/La2O3–TiO2 catalysts. J. Phys. Chem. B. 2002, 106(22), 5695–5700. https://doi.org/10.1021/jp014487p
Buscaglia V., Nanni P. Decomposition of Al2TiO5 and Al2(1-x)MgxTi(1+x)O5 ceramics. J. Am. Ceram. Soc. 1998, 81(10), 2615–2653. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1998.tb02672.x
Zaharescu M., Crisan M., Preda M., Fruth V., Preda S. Al2TiO5-based ceramics obtained by hydrothermal process. J. Optoelectron. Advanc. Mat. 2003, 5(5), 1411–1416.
Berger M.-H., Sayir A. Directional solidification of Al2O3–Al2TiO5 system. J. Eur. Ceram. Soc. 2008, 28(12), 2411–2419. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.03.005
Tarasovskiy V. P., Lukin E. S. Tytanat alyuminiya – metody polucheniya, mikrostruktura, svoystva. Ogneupory. 1985, (6), 24–31. [in Russian].
Ilatovskaia M., Fabrichnaya O., Savinykh G. Thermodynamic description of the Ti–Al–O system based on experimental data. J. Phase Equilib. Diffus. 2017, 38(3), 175–184. https://doi.org/10.1007/s11669-016-0509-4 22.
Gonga W., Zhang R. Thermodynamic in vestigation of the TiO2–La2O3 pseudo-binary system. Thermochim. Acta. 2012, 534, 28–32. https://doi.org/10.1016/j.tca.2012.01.025
MacChesney J. B., Sauer H. A. The system La2O3–TiO2 phase equilibria and electrical properties. J. Am. Ceram. Soc. 1962, 45(9), 416–422. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1962.tb11185.x
Petrova M. A., Grebenshchikov R. G. Specific features of the phase formation in the titanate systems Ln2TiO5–Ln΄2TiO5 (Ln=La, Gd, Tb, Er; Ln΄=Tb, Lu). Glass Phys. Chem. 2008, 34(5), 603–607. https://doi.org/10.1134/S1087659608050118
Mizuno M., Berjoan R., Coutures J. P., Foex M. Phase diagram of the system Al2O3–La2O3 atelevated temperatures. J. Ceram. Soc. Jap. 1974, 82(12), 631–636.
Ropp R. C., Libovitz G. G. The nature of the alumina-rich phase in the system La2O3–Al2O3. J. Am. Ceram. Soc. 1978, 61(11–12), 473–475. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1978.tb16119.x
Yamaguchi O., Sagiura K., Mitsui A., Shimizu K. New compound in the system La2O3–Al2O3. J. Am. Ceram. Soc. 1985, 68(2), 44–45. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1985.tb15278.x
Tyshchenko Ya. S., Lakiza S. M., Redko V. P., Dudnik O. V. Izotermichnyi pereriz diahramy stanu systemy Al2O3–TiO2–La2O3 pry 1400 °С [Isothermal section of the Al2O3–TiO2–La2O3 phase diagram at 1400 °С]. Vìsn. Odes. nac. unìv., Hìm. [Odesa National University Herald. Chemistry]. 2023, 28(1(84)), 66–74. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2023.1(84).277067 [in Ukrainian].
Tyshchenko Ya. S. Proiektsiia poverkhni likvidusa diahramy stanu systemy Al2O3–TiO2–Y2O3 [Projection of the liquidus surface of the Al2O3–TiO2–Y2O3 system state diagram]. Suchasni problemy fizychnoho materialoznavstva: pratsi Instytutu problem materialoznavstva imeni I. M. Frantsevycha [Contemporary problem of physical material science: proceedings of Frantsevich Institute for Problems of Materials Science of the National Academy of Sciences of Ukraine]. 2017, (26), 31–36. [in Ukrainian].
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Я. С. Тищенко, В. П. Редько, О. В. Дуднік
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
