Влияние химического и гидростатического давлений на фазовые переходы в оксифторидах с октаэдрическими анионами
Диссертация
Актуальность работы. В связи с постоянно растущим интересом материаловедов, инженеров, технологов к поиску новых и совершенствованию известных материалов, перспективных для использования в различных технологических, в том числе микроэлектронных, устройствах проблема целенаправленного получения веществ в виде кристаллов, керамик, порошков и стекол с экстремальными значениями параметров… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ И ДИАГРАММЫ. ОКСИФТОРИДЫ С ОКТАЭДРЧЕСКИМИ АНИОНАМИ
- 1. 1. Беспорядок и фазовые переходы в кристаллах
- 1. 2. Фазовые диаграммы
- 1. 3. Калорические эффекты
- 1. 4. Фазовые переходы во фторкислородных кристаллах
- ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И МЕТОДИКИ
- 2. 1. Дифференциальный сканирующий калориметр
- 2. 2. Метод адиабатического калориметра
- 2. 3. Диффференциально-термический анализ под гидростатическим давлением
- 2. 4. Измерения теплового расширения
- 2. 5. Измерение диэлектрической проницаемости
- ГЛАВА 3. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ И ЭФФЕКТ ДЕЙТЕРИРОВАНИЯ В (NH4)2W02F
- 3. 1. Оксифторид (NH4)2W02F
- 3. 1. 1. Синтез и структура
- 3. 1. 2. Исследование теплового расширения
- 3. 1. 3. Исследование диэлектрической проницаемости
- 3. 2. Влияние замещения D—>Н
- 3. 2. 1. Синтез и характеризация (ND4)2W02F
- 3. 2. 2. Поисковые исследования
- 3. 2. 3. Исследование теплоемкости
- 3. 2. 4. Фазовая диаграмма температура — давление
- 3. 3. Анализ экспериментальных результатов
- 3. 1. Оксифторид (NH4)2W02F
- Выводы к Главе 3
- ГЛАВА 4. ЭФФЕКТ КАТИОННОГО ЗАМЕЩЕНИЯ В СТРУКТУРЕ Степи
- ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ВО ФТОРКИСЛОРОДНЫХ МОЛИБДАТАХ
- 4. 1. Оксифторид (NH4)2Mo02F
- 4. 1. 1. Синтез и струтура
- 4. 1. 2. Поисковые исследования
- 4. 1. 3. Исследования теплоемкости и диэлектрической проницаемости
- 4. 1. 4. Линейное и объемное тепловое расширение
- 4. 1. 5. Влияние гидростатического давления
- 4. 2. Анализ экспериментальных результатов
- 4. 3. Исследование твердых растворов (NH4)2-.v^Mo02F4 (А = Cs, К, Rb)
- 4. 3. 1. Синтез соединений
- 4. 3. 2. Влияние замещения одновалентных катионов на устойчивость структура Стст
- 4. 4. Исследование теплоемкости Rb2Mo02F
- 4. 5. Сравнение эффектов химического и гидростатического давлений в молибденовых оксифторидах
- 4. 1. Оксифторид (NH4)2Mo02F
- Выводы к главе 4
- ГЛАВА 5. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА (NH4)2NbOF
- 5. 1. Синтез и структура
- 5. 2. Поисковые исследования
- 5. 3. Исследование теплоемкость и диэлектрической проницаемости
- 5. 4. Исследование теплового расширения
- 5. 5. Фазовая Т -р диаграмма
- 5. 2. Анализ экспериментальных результатов
- Выводы к главе 5
- ГЛАВА 6. МЕХАНИЗМЫ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В РОМБИЧЕСКИХ ОКСИФТОРИДАХ
- 6. 1. Фазовые переходы в кристаллах (NYi^.xAxMeOz^ a (A: ND4, Rb- Me: W, Мо)
- 6. 2. Процессы упорядочения в кристалле (NH4)2NbOF
- Выводы к главе 6
- ГЛАВА 7. БАРО- И ПЬЕЗОКАЛОРИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В РОМБИЧЕСКИХ ОКСИФТОРИДАХ
- 7. 1. Суть барокалорического эффекта
- 7. 2. Баро- и пьезокалорические эффекты в (NH4)2W02F4 и (NH4)2Mo02F
- 7. 3. Баро- и пьезокалорические эффекты в (NH^NbOFs
- 7. 6. Сравнительный анализ БКЭ, ЭКЭ и МКЭ в некоторых ферроиках
- Выводы к главе 7
Список литературы
- Александров К.С., Безносиков Б. В. Перовскиты. Настоящее и будущее. —
- Новосибирск: Изд. СО РАН, 2004. 203 с.
- Flerov I.N., Gorev M.V., Aleksandrov K.S., Tressaud A., Grannec J., Couzi M.
- Phase transitions in elpasolites (ordered perovskites). // Materials Science and Engineering. 1998. — Vol. 3, R24. — P. 81−151.
- Withers R.L., Brink F.J., Liu Y., Noren L. Cluster chemistry in the solid state:
- Structured diffuse scattering, oxide/fluoride ordering and behavior in transition metal oxyfluorides. // Polyhedron. 2007. — Vol. 26. — P. 290−299.
- Heier K.R., Norquist A.J., Halasyamani P. S., Duarte A., Stern C.L., Poeppelmeier K.R. The Polar W02F4.2″ Anion in the Solid State. // Inorg. Chem. 1999. — Vol. 38. — P. 762−767.
- Guillory P.C.R., Kirsch J.E., Izumi H.K., Stern C.L., Poeppelmeier K.R.л
- Evidence for Nonpolar Alignment of NbOF5. «Anions in Cd (pyridine)4NbOF5 Chains. // Cryst. Growth Des. 2006. — Vol. 6. — P. 382−389.
- Maggard P.A., Kopf A. L, Stern C. L, Poeppelmeier K.R. Ok K.M., Halasymani
- P. S. From Linear Inorganic Chains to Helicies: Chirality in the M (pyz)(H20)2Mo02F4 (M= Zn, Cd) Compounds. // Inorg Chem. 2002. — Vol. 41.-P. 4852−4858.
- Ravez J. Crystalline network influence on the variation of Tc with the F-Osubstitution rate in oxyfluorites derived from octahedral type ferroelectric oxides. // C. R. Acad. Sci. Paris. 1999. — Vol. 2. — P. 415−419.
- Ravez J. Ferroelectricity in solid state chemistry. // C. R. Acad. Sci. Paris. —2000.-Vol. 3.-P. 267−283.
- Ravez, J. The Inorganic Fluoride and Oxyfluoride Ferroelectrics. // J. Phys III
- France. 1997. — Vol. 7. — P. 1129−1144.
- Флёров И.Н., Фокина В. Д., Горев M.B., Васильев А. Д., Бовина А. Ф., Молокеев М. С., Кочарова А. Г., Лапташ Н. М. Механизмы фазовыхпереходов в сегнетоэластике (NH^WCbF^ // ФТТ. 2006. — Т. 48, № 4. -С. 711−716.
- Strassle Th., Fiirrer A., Donni A., Komatsubara Т. Barocaloric effect: The use of pressure for magnetic cooling in Ce3Pd2oGe6. // J. Appl. Phys. 2002. — Vol. 91.-P. 8543−8545.
- Strassle Th., Fiirrer A., Hossain Z., Geibel Ch. Magnetic cooling by the application of external pressure in rare-earth compounds. // Phys. Rev. 2003. -Vol. 67. — P. 54 407.
- Парсонидж H., Стейвли JT. Беспорядок в кристаллах. М.: Мир, 1983. — 434 с.
- Гуфан Ю.М. Структурные фазовые переходы. М.: Наука, 1982. — 302 с.
- Вакс В.Г. Введение в микроскопическую теорию сегнетоэлектриков. — М.: Наука, 1973.-328 с.
- Смоленский Г. А., Боков В. А., Исупов В. А., Крайник Н. Н., Пасынков Р. Е., Шур М.С. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. Ленинград: Наука, 1971.-476 с.
- Струков Б.А., Леванюк А. П. Физические основы сегнетоэлектрических явлений в кристаллах. М.: Наука, 1983. — 240 с.
- Блинц Р., Жекш Б. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики. Динамика решетки. М.: Мир, 1975. — 398 с.
- Веневцев Ю.Н., Любимов В. Н. Сегентомагнитные вещества. М.: Наука, 1990.- 181 с.
- Звездин А.К., Пятаков А. П. Фазовые переходы и гигантский магнитоэлектрический эффект в мультиферроиках. // УФН. — 2004. Т. 174, № 4. — С. 465−470.
- Тонков Е.Ю. Фазовые диаграммы соединений при высоком давлении. -Новосибирск: Наука, 1983. 280 с.
- Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. М: Наука, 1976. -584 с.
- Горев М.В., Флёров И. Н., Александров К. С. Влияние гидростатического давления на фазовые переходы в кристаллах v4i? F6*6H20. // ФТТ. — 1991. — Т. 7, № 33.-С. 2210−2212.
- Flerov I.N., Gorev M.V., Aleksandrov K.S., Afanasyev M.L. Effect of hydrostatic pressure on phase trnsition in уЮТ6*6Н20 crystals (A = Zn, Co, Mg, Mn, Fe- fi=Ti, Si). // J. Phys. Condens. Matter. 1992. — Vol. 4. — P. 91−99.
- Gorev M.V., Flerov I.N., Tressaud A. Thermodynamic properties and p-T phase diagram of (NH4)3^+F6 cryolites (A/34»: Ga, Sc). // J. Phys. Condens. Matter. 1999. Vol. 11. — P. 7493−7500.
- Горев M.B., Флёров И. Н., Трессо А., Деню Д., Зайцев А. И., Фокина В. Д. Исследования фазовых диаграмм аммонийных криолитов (NH4)3GaKxScvF6. // ФТТ. 2002. — Т. 44, № 10. — С. 1864−1869.
- Най Дж. Физические свойства кристаллов. М: Мир, 1967. — 385 с.
- Tishin A.M., Spichkin Y.I. The Magnetocaloric Effect and its Applications. // Series in Condensed Matter Physics. IOP publishing LTD. Bristol. UK. 2003. — 475 p.
- Scott J.F. Applications of Modern Ferroelectrics. // Science. 2007. -Vol 315. P. 954−959.
- Miiller, K. A. Cooling by adiabatic pressure application in Pri vLavNi03 // Appl. Phys. Lett. 1998. — Vol. 73. — P. 1056−1059.
- Kobeko P., Kurtschatov J. Dielektrische Eigenschaften der Seignettesalzkristalle. // Zeitschr. fur Physik. 1930. — Vol. 66. — P. 192−205.
- Pecharsky V.K., Gschneidner K.A. Dual Stage Active Magnetic Regenerator and Method. // Magn. Magn. Mat. 1999. — Vol. 200. — P. 44−48.
- Shebanov L., Borman K., Lawless W.N., Kalvane A. Electrocaloric Effect in Some Perovskite Ferroelectric Ceramics and Multilayer Capacitors. // Ferroelectrics. 2002. — Vol 273. — P. 137−142.
- Ravez J., Paraudeau G., Arend H., Abrahams S.C., Hagenmiiller P. A new family of ferroelectric materials with composition А2ВМОъ??, (А, В = К, Rb,
- Cs, for rA+>rB+ and M= Mo, W). // Ferroelectrics. 1980. -Vol. 26. -P. 767 769.
- Chaminade J-P., Cervera-Marzal M., Ravez J., Hagenmuller P. Ferroeladtic and Ferroelectric behavior of the oxyfluoride Na3Mo03F3. // Mat. Res. Bull. -1986. Vol. 22. — P. 1209−1214.
- Flerov I.N., Fokina V.D., Bovina A.F., Laptash N.M. Phase transition in Perovskite-like oxyfluorides (NH4)3W03F3 and (NH4)3TiOF5. // Solid State Sci.- 2004. Vol. 4, № 6. — P. 367−370.
- Флёров И.Н., Фокина В. Д., Бовина А. Ф., Богданов Е. В., Молокеев М. С., Комарова А. Г., Погорельцев Е. И., Лапташ Н. М. Механизм и природа фазовых переходов в оксифториде (1ЧН4)зМоОзГз. // ФТТ. -2008. Т. 3, № 50. — С. 497−501.
- Фокина В.Д., Флёров И. Н., Горев М. В., Богданов Е. В., Бовина А. Ф., Лапташ Н. М. Теплофизические исследования фазовых переходов в кристалле (NH4)3NbOF6. // ФТТ. 2007. — Т. 49, № 8. — С. 1475−1479.
- Udovenko А.А., Laptash N.M., Maslennikova I.G. Orientation disorder in ammonium elpasolites: Crystal structures of (NH4)3A1F6, (NH4)3TiOF5 and (NFLi)3FeF6. // J. Fluorine Chem. 2003. — Vol. 124. -P. 5−15.
- Vlasse M., Moutou J.-M., Cervera-Marzal M., Chaminade J.-P., Hagenmuller P. Structure of disodium tetrafluorodioxotungstate (Na2W02F4). // Rev. Chim. Miner. 1982. — Vol. 19. — P. 58−64.
- ГГинскер Г. З., Кузнецов В. Г. // Кристаллография. 1968. — Т. 1, № 13. — С. 74.
- Сергиенко B.C., Порай-Кошиц М.А., Т. С. Ходашова Т.С. // ЖСХ. 1972. -Т. 3, № 13.-С. 461.
- Srivastava A.M., Ackerman J.F. Structure and luminescence of Cs2W02F4: Efficient luminescence of isolated W02F4. octahedra. // J. Solid State Chem.- 1992.-Vol. 98.-P. 144.
- Udovenko A.A., Laptash N.M. Disorder in Crystals of dioxofluorotungstates (NH4)2W02F4 and Rb2W02F4. // Acta Cryst. 2008. Vol. B64. — P. 645−651.
- Heier K.R., Norquist A.J., Wilson C.G., Stern C.L., Poeppelmeier K.R. руЩ2Cu(p>')4(MY6)2. {MX, = ZrF62″, NbOF52″, Mo02F42-- py = Pyridine): Rarely Observed Ordering of Metal Oxide Fluoride Anions. // Inorg. Chem. -1998.-Vol. 37.-P. 76−81.
- Izumi H.K., Kirsch J.E., Stern Ch. L., Poeppelmeier K.R. Examining the Out-of-Center Distortion in the NbOF5.2″ Anion. // Inorg. Chem. 2005. — Vol. 44. — P. 884−895.
- Maggard P.A., Tiffany S.N., Stern C.L., Poeppelmeier K.R. Alignment of Acentric M0O3F3.3″ Anions in a Polar Material: (Ag3Mo03F3) (Ag3Mo04)Cl. // J. Solid State Chem. 2003. — Vol. 175. — P. 27−33.
- Marvel R., Lesage J., Back J., Halasyamani P. S., Stern C.L., Poeppelmeier K.R. Cation-Anion Interaction and Polar Structures in the Solid State. // J. Am. Chem. Soc. 2007. Vol. 129. — P. 13 963−13 969.
- Galy J., Andersson S., Portier J. Synthesis and crystal structure of the oxyfluoride Li2NbOF5. // Acta Chem. Scand. 1969. — Vol. 23. — P. 2949−2953.
- Stomberg R. The Crystal Structure of Sodium Pentafluorooxoniobate Na2NbF50., //Acta Chem. Scand. 1984. — Vol. A 38. — P. 603−607.
- Пинскер Г. 3. // Кристаллография. 1966. — Т. 11. — С. 741.
- Мельникова С.В., Фокина В. Д., Лапташ Н. М. Фазовые переходы в оксифториде (NH4)2W02F4. // ФТТ. 2006. — Т. 1, № 48. — С. 110−115.
- Флёров И.Н., Горев М. В., Фокина В. Д., Бовина А. Ф., Лапташ Н. М. Калориметрические и рентгеновские исследования перовскитоподобных оксифторидов (NHO3WO3F3 и (NH4)3TiOF5. // ФТТ. 2004. — Т. 46, № 5. -С. 888−893
- Мельникова С.В., Васильев А. Д., Лапташ Н. М. Исследование фазовых переходов в частично разупорядоченных ромбических оксофторидах (NH4)2W02F4 и (NHt)2Mo02F4. // Труды симпозиума 10-го
- Международного симпозиума «Порядок, беспорядок и свойства оксидов» ODPO-IO. Ростов н/Д: ИПО ПИ ЮФУ, 2007. Т. 2. — С. 172.
- Мельникова С.В., Лапташ Н. М. Фазовые переходы в ромбическом оксофториде (NH^MoCbF.,. // ФТТ. 2008. — Т. 3, № 50. — С. 493−496.
- Udovenko A.A., Laptash N.M. Orientational disorder and phase Transition in crystals of (NH4)2NbOF5. // Acta Cryst. 2008. — Vol. B64. — P. 527−533.
- Muraoka H., Matsuo Т., Kume Y. Deuteration effect in the phase transition of (NH4)2PbCl6. // Solid State Commun. 1995. Vol. 6, № 93. — P. 529−531.
- Kume Y., Miyazaki Y., Matsuo Т., Suga H., David W.I.F., Ibberson R.M. A strong isotope effect in the low temperature property of ammonium hexachlorotellurate. // Europhys. Lett. 1991. — Vol. 3, № 16. — P. 265−271.
- Александров К.С., Флёров И. Н. Области применимости термодинамической теории для структурных фазовых переходов, близких к трикритической точке. // ФТТ. 1979. — Т. 21, № 2. — С. 327.
- Pippard А.В. The Elements of Classical Thermodynamics. // New York: Cambridge University Press, 1964. 321 p.
- Флёров И.Н., Фокина В. Д., Горев M.B., Богданов Е. В., Молокеев М. С., Бовина А. Ф., Комарова А. Г. Влияние дейтерирования на тепловые свойства и структурные параметры оксифторида (NH4)2W02F4. // ФТТ. 2007. — Т. 6, № 49. — С. 1093−1100.
- Флёров И.Н., Горев М. В., Фокина В. Д., Бовина А. Ф., Лапташ Н. М. Калориметрические и рентгеновские исследования перовскитоподобных оксифторидов (NH4)3W03F3 и (NH4)3TiOF5. // ФТТ. 2004. — Т. 46, № 5. -С. 888−894.
- Фокина В.Д., Богданов Е. В., Погорельцев Е. И., Бондарев B.C., Флёров И. Н., Лапташ Н. М. Калориметрические и диэлектрическиеисследования оксифторида (NBU^MoC^F* // ФТТ. 2010. — Т. 52, № 1. — С. 156−164.
- Structural phase transition in Ammonium oxofluoromolybdate (NH^MoC^F.}. Vasiliev A.D., Laptash N.M. // Vladivostok, Russia: 1−6 September 2008. P. 187.
- Струков Б.А., Коржуев M.A., Баддур А., Копцик B.A. Электрические и Тепловые свойства смешанных сегнетоэлектрических кристаллов KDP-DKDP. // ФТТ. 1972. — Т. 14, № 4. — С. 1034−1041.
- Флеров И.Н., Михалева Е. А. Электрокалорический эффект и аномальная проводимость сегнетоэлектрика NH4HSO4. // ФТТ. 2008. — Т. 50, № 3. — С. 461−466.
- Карташев А.В., Флёров И. Н., Волков Н. В., Саблина К. А. Исследования интенсивного магнетокалорического эффекта и теплоемкости (Lao^Eu 0.6)о.7РЬо.зМпОз. // ФТТ. 2008. — Т. 50. — С. 2027−2031.
- Boehler R., Getting I.С., Kennedy G.C. Gruneisen parameter of NaCl at high compressions. // J. Phys. and Chem. Sol. 1977. — Vol. 3, № 38. — P. 233−236.
- Джавадов Л.Н., Кротов Ю. И. // ПТЭ. 1985. — Т. 3. — С. 168−171.
- Peraudeau G., Ravez J., Hagenmuller P., Arend FT. Study of phase transition in АъМОъ? ъ conpounds (A = K, Rb, Cs- M = Mo, W). // Solid State Commun. -1978. Vol. V 27. — P. 591−599.
- Rodriguez V., Chaminade J., Couzi M., P., Fouad M., Ravez J. Raman scattering in ferroelectric materials with composition А2ВМОъ? т, (А, В = К, Rb, Cs for rA+ > rB+ and M = Mo, W). // Ferroelectrics. 1988. — Vol. 80. — P. 109−112.
- Fokina V.D., Flerov I.N., Gorev M.V., Molokeev M.S., Vasiliev A. D., Laptahs N.M. Heat Capacity, p — T Phase Diagram, and Structure of Rb2 KTiOF5. // Ferroelectrics. 2007. — Vol. 347. — P. 60−65.
- Bonnot E., Romero R., Manosa L., Vives E. and Planes A. // cond-matt.mtrl-sci. arXiv:0802.2009vl.
- Горев M.B., Богданов E.B., Флеров И. Н., Комарова А. Г., Лапташ Н. М. Исследование теплового расширения, фазовых диаграмм и барокалорического эффекта в оксифторидах (NH4)2W02F4 и (NH4)2Mo02F4. // ФТТ. 2010., — Т. 52, № 1, — С. 156−164.
- Gschneidne K.A.Jr., Pecharsky V.K., Pecharsky A.O., Ivtchenko V.V., Levin V.V. // J. All Сотр. 2000. — Vol. 214. — P. 303−304.
- Mischenko AS., Zhang Q., Scott J.F., Whatmore R.W., Mathur N.D. Giant electrocaloric effect in thin film PbZrO.95TiO.0503. // Science. 2006. — Vol. 311,-P. 1270−1271.
- Синявский Ю.В. Электрокалорические рефрижераторы перспективная альтернатива современным низкотемпературным установкам. // Химическое и нефтяное машиностроение. — 1995. — Т. 6. — С. 5−12