Физико-химический анализ гетерогенных равновесий в системах Ln-Mn-O (Ln=Ce, Tb, Dy, Yb, Lu)
Диссертация
Впервые построены субсолидусные фазовые диаграммы систем Ьп-Мп-0 (Ьп=ТЬ, Бу, УЬ, Ьи) на воздухе, в температурном интервале 850−1400°С, определены температуры моновариантных равновесий для каждой системы; Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов, списка литературы, приложения. Изложена на 135 страницах машинописного текста, включая 10 таблиц и 39 рисунков. В списке литературы 93… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУР И ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМАХ Хп-Мп-О (Ьп=Се, ТЬ, Ву, УЬ, Ьи). ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- 1. 1. Структура перовскита
- 1. 2. Гексагональная структура, типа ЬпМпОз
- 1. 3. Орторомбическая кристаллическая структура, типа ЬпМп
- 1. 4. Фазовые состояния в системах Ьп — Мп — О
- Ьп = Се, ТЬ, Бу, УЪ, Ьи)
- 1. 4. 1. Система Мп
- 1. 4. 2. Кристаллические структуры и термодинамические свойства оксидов ЬптОп.. .,
- 1. 4. 2. 1. Система Се-О
- 1. 4. 2. 2. Система ТЬ-О
- 1. 4. 2. 3. Система Бу-О
- 1. 4. 2. 4. Система У
- 1. 4. 2. 5. Система Ьи-О
- 1. 5. Системы Ьп-Мп-О
- 1. 5. 1. Соединения типа ЬпМпОз
- 1. 5. 2. Соединения типа ЬпМпг
- 2. 1. Керамическая технология получения образцов для исследования
- 2. 2. Рентгенофазовый анализ
- 2. 2. 1. Определение фазового состава и параметров элементарных ячеек кристаллических структур фаз
- 2. 3. 2. Высокотемпературный рентгенофазовый анализ
- 2. 3. Статический метод с использованием вакуумной циркуляционной установки 42 2.3.1. Вакуумная циркуляционная установка
- 2. 3. 2. Методика изучения диссоциации (восстановления) оксидных материалов
- 2. 3. 3. Погрешность в измерении парциального давления кислорода
- 3. 1. Система Се-Мп-0 1 3.1.1. Фазовые равновесия в системе Се-Мп-0 на воздухе
- 3. 2. Система УЬ-Мп
- 3. 2. 1. Фазовые равновесия в системе УЪ-Мп-0 на воздухе
- 3. 2. 2. Фазовые равновесия в системе УЬ-Мп-О при переменном давлении кислорода
- 3. 2. 2. 1. Термическая диссоциация и восстановление водородом УЬМпОз
- 3. 2. 2. 2. Термическая диссоциация и восстановление водородом УЪМп
- 3. 2. 2. 3. Р-Т-х диаграмма состояния системы УЬ-Мп-О
- 3. 3. 1. Фазовые равновесия в системе Ьи-Мп-О на воздухе
- 3. 3. 2. Фазовые равновесия в системе Ьи-Мп-О при переменном давлении кислорода
- 3. 3. 2. 1. Термическая диссоциация и восстановление водородом ЬиМпОз
- 3. 3. 2. 2. Термическая диссоциация и восстановление ЬиМпгОб
- 3. 3. 2. 3. Р-Т-х диаграмма состояния системы Ьи-Мп-О
- 3. 4. 1. Фазовые равновесия в системе Бу -Мп-0 на воздухе
- 3. 4. 2. Фазовые равновесия в системе Бу-Мп-О при переменном давлении кислорода
- 3. 4. 2. 1. Термическая диссоциация и восстановление БуМпОз
- 3. 4. 2. 2. Термическая диссоциация и восстановление ВуМп
- 3. 4. 2. 3. Р-Т-х диаграмма состояния системы Оу-Мп-О
- 3. 5. 1. Фазовые равновесия в системе ТЬ-Мп-О на воздухе
- 3. 5. 2. Фазовые равновесия в системе ТЬ-Мп-О при переменном давлении кислорода
- 3. 5. 2. 1. Термическая диссоциация и восстановление ТЬМпОз
- 3. 5. 2. 2. Термическая диссоциация и восстановление ТЬМп
- 3. 5. 2. 3. Р-Т-х диаграмма состояния системы ТЬ-Мп-О
Список литературы
- Ramirez А.Р. Colossal magnetoresistance // J. Physics Condensed Matter. -1997. V. 9, № 39. — P. 8171 — 8199.
- Веневцев Ю. H. Сегнетомагнетики /. Ю. H. Веневцев, В. В. Гагулин, В. Н. Любимов. М.: Наука, 1982. — 224 с.
- Комиссарова Л. Н. Исследование взаимодействия окислов марганца и скандия на воздухе / Л. Н. Комиссарова, Б. И. Покровский, И. С. Шаплыгин // Изв. АН СССР. Сер.: Неорган, материалы. 1966. — Т. 2, № 2.-С. 275−280.
- Cherepanov V. A. Phase equilibria in the Ln-Mn-O system (Ln=Pr, Nd) and general aspects of the stability of the perovskite phase LnMe03 / V. A. Cherepanov, L. Yu. Barkhatova, A. N. Petrov // J. Phys. Chem. Solids. -1994.-V. 55,№ 3.-P. 229−235.
- Черепанов В. А. Фазовые равновесия и реальная структура сложных оксидов в системах Ln(La, Pr, Nd) Me (Ca, Sr, Ba) — T (Mn, Co, Ni) -О: дисс. д-ра. хим. наук / В. А. Черепанов. — Екатеринбург, 2001. — 223 с.
- Бархатова Л. Ю. Фазовые равновесия, термодинамические свойства и кислородная нестехиометрия фаз в системе La-Sr-Me-0 (Ме=Со, Мп) и Ln-Mn-O (Ln=Pr, Nd): дисс.' канд. хим. наук / Л. Ю. Бархатова. -Екатеринбург, 1996. 153 с.
- Фесенко Е. Г. Семейство перовскита и сегнетоэлектричество / Е. Г. Фесенко. М.: Атомиздат, 1972. — 248 с.
- Рубинчик С. Я. Соединениям двойных -окислов редкоземельных элементов / С. Я. Рубинчик. Минск: Наука и техника, 1974. — 144 с.
- Erbium manganite a new АВ03 structure / В. Н. L. Yakel et al. // Acta Cryst.- 1960.-V. 16, № 10.-P. 957−962.i••¦ V-< = ¦
- On the crystal structure of the manganese (III) trioxides of the heavy lantanides and yttrium / B. H. L. Yakel et al. // Acta Ciyst. 1963. — V. 13, № 12. — P. 1015 -1016
- Портной К. И. Кислородные соединения редкоземельных элементов / К. И. Портной, Н. И. Тимофеева. М.: Металлургия, 1986. — 480 с.
- Недилько С. А. Манганиты-3 редкоземельных элементов / С. А. Недилько, В. В. Павлищук, M, Н. Ермакова // Укр. хим. журнал. 1980. — Т. 46, № 10. — С. 1044 — 1046 .
- Structure of УЬМпОз / В. Isobe et al. // Acta Cryst. 1991. — С. 47. — P. 423−424.
- High oxygen pressure preparation,. structural refinement, and thermal behavior of RMn205 (R=La, Pr, Nd, Sm, Eu) / J. Alonso et al. // J. Solid State Chemistry. 1997. — V. 129. — P. 105 — 112.
- A structural study from neutron diffraction data and magnetic properties of RMn205 (R=La, rare earth) / J. Alonso et al. // J. Phys. Condens. Matter. -1997.-V. 9.-P. 8515-.8526: — II. .¡-к.. .
- Quezel-Ambrunaz S. Structure des composes d’oxydes de terres rares et de manganese de formule TMn2Os / S. Quezel-Ambrunaz, E. F. Bertaut, G. Buisson // C. R. Acad.Sc. Paris. — T. 258, № 11. — P. 3025 — 3027.
- Combinasions des oxydes de rares avec les oxydes des metaux de transition / E. F. Bertaut et al. /ABull. /JSob.cChim. France. 1965. — № 4. — P. l 132 -1137.
- Abrahams S.C. Crystal structure of paramagnetic DyMn2Os at 298° К. / S. С. Abrahams, J. L. Bernstein // J. Chem. Phys. 1967. — V. 46, № 10. — P. 3776−3782.
- Buisson G. Ordre helimagnetique du manganese dans la serie TMn205 / G. Buisson // Phys. Status Sol. (a). 1973. -V. 16. — P. 533 — 543.
- Третьяков Ю. Д. Химия нестехиометрических окислов / Ю. Д. Третьяков. М.: Изд — во МГУ, 1974. — 364 с.
- Казенас Е. К. Давление? и состав нпара • над окислами химических элементов / Е. К. Казенас, Д. М. Чижиков. М.: Наука, 1976. — 342 с.
- Гасик М. И. Марганец / М. И. Гасик. М.: Металлургия, 1992. — 608 с.
- Левинский Ю. В. Р-Т-х-Диаграммы состояния двойных металлических систем : справ. Кн. 2 / Ю. В. Левинский. М.: Металлургия, 1990. -400 с.
- Keller М. Defect structure and transport properties of manganese oxides: (I) The nonstoichimetry of manganosite (Мщ.дО) / M. Keller, R. Dieckmann // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1985. — B. 89, № 8. — S. 883 — 893.
- Keller M. Defect structure and transport properties of manganese oxides: (II) The Nonstoichimetry of hausmannite (МП3.5О) / M. Keller, R. Dieckmann // Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1985. — B. 89, № 10. — S. 1095−1104.
- Arabski Ya. Abagues pourTun nbveatr diagramme d’etat du monoxide de manganese / Ya. Arabski, C. Carel // Bull. / Soc. Sc. Bretagne. 1983. — V. 55, №¼.-P. 121−126.
- Казенас E. К. Процессы испарения, диссоциации в оксидных системах и термодинамические характеристики газообразных оксидов : дис. д-ра. техн. наук/ Е. К. Казенас. -М.1,11 991."-527 с.
- Манганиты: Равновесные и нестабильные состояния / В. Ф. Балакирев и др. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. — 398 с.
- Мень А. Н. Физико химические свойства нестехиометрических окислов / А. Н. Мень, Ю. П. Воробьев, Г. И. Чуфаров. — Л.: Химия, 1973.-224 с. С. <>' R-- s
- Geller S. Structures of a Mn203 (Мп0,98з Feo, 017)203 and (Mn0,37 Fe0,63)2O3 and Relation to Magnetic ordering / S. Geller // Acta Crystallogr. Ser. B. -1971. — V. 27, № 4. — P. 821−828.
- Pollert E. Tetragonal-to-cubic transformation of hausmannite / E. Pollert // J. Solid State Chem. 1980. -V. 33, № 3. — P. 305 — 308.
- Buhl R. Manganites spinelles purs d' elements de transitions preparations et structures cristallographigues / R. Buhl // J. Chem. Solid. 1969. — V. 30, № 4.-P. 805−812. •• •
- A transmission electron microscopy study of lattice defects in Mn3o4 hausmannite / J. J. Couders et-ai. ///.Phill. Mag. B. 1994. — V. 70, № 5. -P. 1077−1094.
- Blasse G. Ferromagnetism and ferromagnetism of oxygen spinels containing tetravalent manganese / G. Blasse // J. Phys. Chem. Solids. — 1966-- V. 27, № 2. -P. 383 -389.-. ,
- Вест А. Химия твердого тела/Теория и приложения. Ч. 1 / А. Вест. — М. :Мир, 1988.-558 с.
- Урусов В. С. Теоретическая кристалохимия / В. С. Урусов. М.: Изд-воМГУ, 1987.-275 с.
- Штейнберг С. С. Металловедение /-Gi С. Штейнберг. Свердловск: Металлургиздат, 1961. — 598 с.
- Schaefer Seth С. Electrochemical determination of the thermodynamic properties of manganovanganic oxide and manganese sesguioxide / S. C. Schaefer // Rept. Invest. Bur. Mines. U. S. Dep. Inter. 1982. № 8704. — p. 17. • • п-рлого '¡-ела. Теории п rip-. .
- Eliott Y. E. Thermochemistry for steelmaking / Y. E. Eliott, M. Gleiser //. Reding Mass.: Addison-Westley. 1960. -V. 1. — P. 296.
- Kubaschewski O. Metallurgical thermochemistry / O. Kubaschewski, E. L. Ewans, С. B. Alcock. 4th ed. -^Oxford etc.: iPergamon, 1967. — 495 p.
- Полиморфные превращения окислов редкоземельных элементов при высоких температурах / JI. М. Лопато и др. // Неорган, материалы. -1974.-Т. 10, № 8.-С. 1481−1487.
- Химическая энциклопедия. В-5 т. Т. 4. Полимерные Трипсин / редкол.: Зефиров Н. С. (гл. ред.) и др. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1995. — 639 с.
- Swanson and Tatge. JC Fel. Reports, NBS. 1949. (цитируется no JSPDS (4−0593).
- Химическая энциклопедия. В5 т. TV2. Даффа Меди / редкол.: Кнунянц И. JI. (гл. ред.) идр:.: — M. v: Сов. энцикл., 1990. — 671 с.
- Гордиенко С. П. Термодинамика соединений лантаноидов : справ. / С. П. Гордиенко, Б. Ф. Феночка, Г. Ш. Виксман. — Киев: Наукова думка, 1979.-376 с.
- Термические константы веществ, справ. / В. А. Медведев и др. -М.: АН СССР, 1978.-336 с.
- Левинский Ю. В. Р-Т-х диаграммы состояния двойных металлических систем : справ, в 2 кн. Кн. 1 / Ю. В. Левинский. М.: Металлургия, 1990.-400 с.
- Kordis J. Tensimetric study of the terbia and praseodymia systems and the mixed praseodymia terbia system / J. Kordis, L. Eyring // J. Chem. Phys. -1968. — V. 72, № 6. — P. — 2044 — 2054.
- A thermodynamic model of hysteresis in phase transitions and its application to rare earth oxide-systems /i D. R. Knittel et al. // J. Chem. Phys.-1977.-V. 67,1. l.-P. 134−142.
- Термодинамические свойства окислов и фазовая диаграмма системы ТЬ-0 в области составов 1,54 < 0: ТЬ < 1,74 и температур 850−1000°С / И. А. Васильева и др. // ДАН СССР. 1975. — Т. 221, № 4. — С. 865 -867. .vi. ic siiuiy о i' liie terbia ami.. a
- Kamata K. Thermogravimetric study of rare earth manganites АМпОз (A=Sm, Dy, Y, Er, Yb) at 1200 °C / K. Kamata, T. Nakajama, T. Nakamyra // Mat. Res. Bull. 1979. — V. 14. — P. 1007 — 1012 .
- Atsumi T. Studies on oxygen dissociation- pressure of LnMn03 (Ln= rare earth) with the e.m.f. technigue / Т. Atsumi, T. Ohgushi, N. Kamegashira // J. of Alloys and Сотр. 1996. — V. 238. — P. 35 — 40.
- High temperature enthalpies and heat capacities of YbMn03 and УМпОз / H. Satoh et al. // J. of Alloys and Сотр. 1998. — V. 268. — P. 42 — 46.
- Crystal structure of DyMn03 / T. Mori et al. // Materials Letters. 2000. -№ 2.-P. 387−3989.
- Oxygen nonstoichiometry of ЬпМпОз-5 (Ln = La, Pr, Nd, Sm and Y) / T. Atsumi et al. // J. of Alloys and Сотр. 1997. — V. 252. — P. 67 — 70.
- Jacob K.T. Refinement of thermodynamic data for ЬаМпОз / К. Т. Jacob, M. Attaluri // J. Mater. Chem. 2003. -T. 13. — P. 934 — 942.
- Phase stabilities of LnMn205 (Ln=rare earth) / H. Satoh et al. // J. of Alloys and Сотр. 1996. — V. 234. — P. 1 — 5.
- Недилько С. А. Манганиты-5 редкоземельных элементов / С. А. Недилько, В. В. Павлищук, Hi Hi Зырянова// Укр. хим. журнал. 1980. -Т. 46,№ 11.-С. 1137−1140.
- Abrahams S.C. Crystal structure of paramagnetic DyMn205 at 298° K. / S. C. Abrahams, J. L. Bernstein // J. Chem. Phys. 1967. — V.46, № 10. — P. 3776−3782.
- Kitayama K. Phase eguilibrium Mri. the -system Ln-Mn-0 IV. Ln=Sm at 1100 °C / K. Kitayama, M. Kobayashi, T. Kimoto // J. Solid State Chem. -2002.-V. 167.-P. 160−167.
- Phase eguilibrium in the system Ln-Mn-O III. Ln=Gd at 1100 °C / K. Kitayama et al. // J. Solid State Chem. 2002. — V. 166. — P. 285 — 291.
- Phase eguilibrium in the system Ln-Mn-0 V. Ln=Yb and Dy at 1100 °C / K. Kitayama et al. // J. Solid State Chem. 2003. — V. 174. — P. 249 — 256.
- Kitayama K. Phase eguilibrium in the system Ln-Mn-01. Ln=La at 1100 °C / K. Kitayama // J. Solid State Chem. 2000. — V. 153. — P. 336 — 341.
- Журавлев Г. И. Химия и технология ферритов / Г. И. Журавлев. JI.: Химия, 1970.-192 с.
- Термодинамика процессов восстановления окислов металлов / Г. И. Чуфаров и др. М.: Металлургия, 1970. — 400 с.
- Статический метод исследования гетерогенных равновесий / А. М. Янкин и др. //ЖФХ.1^-2003^Т, 77-, 1№' 11 С. 2108 -2111.
- Волков А. И. Анализ источников погрешностей при определении содержания кислорода в газовых средах твердоэлектролитными: .:io.iw- •. .датчиками / А. И. Волков, А. Д. Неуймин // Заводская лаборатория. -1983.-Т. 49,№ 8.-С. 5−8.
- Пальгуев С. Ф. Исследование характера проводимости твердых окислов методом Э. Д. С. / С. Ф. Пальгуев, А. Д. Неуймин // Труды / Институт электрохимии УФ АН. Свердловск, 1960. — Вып. 1. — С. 111 -118.
- Chemical potential diagrams for rare earth-transition Metal-Oxygen Systems: I, Ln-V-O and Ln-Mn-O Systems / Harumi Yokokawa et al. // Amer. Ceramic Society. Yornal. 1990. — V. 73. — P. 649.
- Голиков Ю. В. Равновесные и нестабильные состояния в марганецсодержащих оксидных системах / Ю. В. Голиков, В. Ф. Балакирев // Оксиды.- Физико-химические свойства и технология: информ. материалы. -Екатеринбург^: УрО РАН, 1995. С. 41 — 53.
- Wartenberg H. von. Schmelzdiagramme hochsfeuerfester Oxyde. VIII. (Systeme mit Ce02) / H. von Wartenberg, K. Eckhardt Gottinder // Zeitschrift fur anorganische und allgemeine Chemie. — 1937. — B. 232, h. 2. -P. 179−187.: :i-U S, .
- Фазовые равновесия в системе^ C^Mri-O на воздухе / JI. Б. Ведмидь и др. // ЖФХ. 1999. — Т. 73, №. 11. — С. 2087 — 2088.
- Schmalzried H. von. Zur geometrischen Darstellung von Phasengleichgewichten / H. von Schmalzried, A. D. Pelton // Berichte der Bunsen gesellschaft fur Physikalische Chemie. — 1973. — V. 77, № 2. — P. 90−94. ¦ - - <'''•"
- Субсолидусные фазовые диаграммы систем Mn-Ln-O (Ln =Tb, Dy, Yb, Lu) на воздухе / В. Ф. Балакирев и др. // ДАН. 1999. — Т. 367, № 4. -С. 507−508.-.-.?с-j.-ле Се-.'ми-О-.
- Ведмидь JI. Б. Субсолидусные дйаграммы состояния систем Yb-Mn-O и Lu-Mn-0 / JI. Б. Ведмидь, С. Г. Титова, Ю. В. Голиков // ЖФХ. -2001. Т. 75, № 6. — С. 1122 — 1124.
- Р-Т-х диаграмма состояния системы Yb-Mn-O / В. Ф. Балакирев и др. // ДАН. 2005. — Т. 400, № 1. С. 53 — 55.
- Термическая диссоциация LnMn2O5 (Ln=Y, Pr, Nd, Sm. Lu) на воздухе / Ю. В. Голиков и др. // ЖНХ. 2003. — Т. 48, № 1. — С. 17 — 19.
- Larson А. С. LANSCE, MS-H805. Los Alamos National Laboratory / А. С. Larson, R. B. von Dreele. Los Alamos, 1986. — NM 87 545.
- Гетерогенные равновесия в системе, Yb-Mn-O / JI. Б. Ведмидь и др. // Физика и химия стекла. 2004: — Т. 30, № 1. — С. 79 — 83.
- Р-Т-х диаграмма состояния системы Yb-Mn-O / В. Ф. Балакирев и др. // ДАН. 2005. — Т. 400, № 1. — С. 53 — 55.
- Владимиров Л. П. Термодинамические расчеты равновесия металлургических реакций / JI. П. Владимиров. М.: Металлургия, 1970.-528 с.
- Р-Т-х диаграмма состояния системы Lu-Mn-0 / В. Ф. Балакирев и др. // ДАН. 2003. — Т. 389, № 4.-С. 490 — 492.
- Термическая диссоциация1 LuMnOj '/ В.- Ф- Балакирев и др. // ЖФХ. — 2003. Т. 77, № 12. — С. 2303 — 2304.
- Фазовые равновесия при термической диссоциации и восстановлении водородом LuMn205 / В. Ф. Балакирев и др. // ЖФХ. 2004. — Т. 78,3.-С. 430−433. 1'Mo.i.uuiMii-,-.
- Влияние давления кислорода на фазовые равновесия в системе Lu-Mn-О / JI. Б. Ведмидь и др. // Физика и химия стекла. 2004. — Т. 30, № 4. -С. 469−473.
- Р-Т-х диаграмма состояния системы Dy-Mn-0 / В. Ф. Балакирев и др. // ДАН. 2004. — Т. 399, № 6. — С. 799 — 801.
- Крупичка С. Физика ферритов и родственных им магнитных окислов / С. Крупичка. М.: Мир. — 1976. — Т. 1. — С. 354.
- Дилатометрические исследования кристаллоструктурных фазовых превращений в манганитах / И. О. Троянчук и др. // ФТТ. 1991. — Т. 33,№ 6.-С. 1889- 1891. Г- / О. — I. I. V