Аналіз закономірностей утворення кристалічних п"ятишарових сполук та ізоморфнозаміщених фаз типу A5B5O17 із систем сумісноосаджених гідроксикарбонатів, гідроксиоксалатів та гідроксидів. Дослідження будови фаз із шаруватою перовскітоподібною структурою.
Аннотация к работе
Все більш важливе значення у сучасній техніці набувають матеріали на основі оксидних сполук та ізоморфнозаміщених фаз із шаруватою перовскітоподібною структурою (ШПС). На сьогодні досить повно досліджені лише найпростіші тонкоблочні сполуки і фази типу ANBNO3n 2 із ШПС, перовскітоподібні блоки яких містять не більше чотирьох (n 5) представників сполук типу ANBNO3n 2 із ШПС, як і нечисленність ізоморфнозаміщених фаз на їх основі, обумовлені, в першу чергу, труднощами їх одержання при застосуванні традиційної керамічної технології синтезу (зокрема, необхідністю довготривалої термообробки при Т > 1670 К), яка не забезпечує однорідності зразків і відтворюваності властивостей одержуваних матеріалів. Створення та застосування нових функціональних матеріалів на основі товстоблочних сполук типу ANBNO3n 2 суттєво ускладнено також обмеженістю даних щодо будови їх ШПС, що обумовлює випадковий характер установлених для них звязків склад - будова - властивість. Дисертаційна робота безпосередньо повязана з виконанням науково-дослідних робіт, що проводилися на кафедрі неорганічної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка: “Оксидні матеріали з особливими електрофізичними властивостями”, номер держреєстрації 0198U007829 (2001 - 2005 рр.) і “Вплив складу, структури та методів одержання на властивості оксидних керамічних та монокристалічних матеріалів”, номер держреєстрації 0106U005892 (2006 - 2007 рр.). Предметом експериментального дослідження були процеси фазоутворення при термообробці систем сумісноосаджених компонентів, різні типи ізоморфних заміщень у ШПС сполук типу A5B5O17, будова пятишарових перовскітоподібних сполук та ізоморфнозаміщених фаз, електретні, люмінесцентні і фотокаталітичні властивості одержаних матеріалів.Зокрема, при синтезі із СОГК сполук і фаз Ca5-XSRXNB4TIO17 (х = 0 - 5) реалізуються всі три вищезазначених способи формування пятишарової ШПС: заповнення катіонних вакансій і перебудова катіондефіцитної ШПС сполуки Sr5Nb4O15 у пятишарову ШПС Sr5Nb4TIO17, “дорощування” перовскітом САТІО3 пятого шару октаедрів ВО6 в чотирьохшарових блоках сполук Ca4Nb4O14 з одержанням Ca5Nb4TIO17 та упорядкування вакансій у дефектному перовскіті A0,88?0,12B0,88?0,12O3 (A = Ca, Sr, B = Nb, Ti) з подальшою розбивкою структури перовскіту на пятишарові перовскітоподібні блоки (синтез фаз Ca5-XSRXNB4TIO17 з х = 1 - 4). Фазовий склад продуктів послідовної (t = 2 години) ізотермічної термообробки шихти СОГК із співвідношенням Ca : Sr : Nb : Ti = (5 - x) : x : 4 : 1 (1-SRCO3 домішки неідентифікованих фаз; 2 - фаза із структурою перовскіту (ПС) домішки фази на основі Ca5-XSRXNB4TIO17 (х = 1 - 4) з пятишаровою ШПС; 3 - фаза зі структурою типу кубічного перовскіту (ПС) фаза на основі Nb2O5; 4 - фаза із структурою типу ПС фаза на основі Ca4Nb4O14 із чотиришаровою ШПС; 5 - фаза на основі Ca5Nb4TIO17 із пятишаровою ШПС фаза на основі Ca4Nb4O14 із чотиришаровою ШПС фаза зі структурою ПС; 6-фази на основі Ca5-XSRXNB4TIO17 (х = 1 - 4) із пятишаровою ШПС домішки фази із структурою типу ПС; 7 - фази Ca5-XSRXNB4TIO17 (х = 1 - 4) із пятишаровою ШПС; 8 - фаза на основі Sr5Nb4O15 фаза на основі TIO2); 9 - фаза на основі Sr5Nb4TIO17 з пятишаровою ШПС домішка фази на основі Sr5Nb4O15; 10 - фаза на основі Ca5Nb4TIO17 з пятишаровою ШПС сліди фази на основі Ca4Nb4O14 з чотиришаровою ШПС сліди фази зі структурою ПС). В обох цих системах (AIILA4Ti5О17 - La5Ti4FEO17 (АІІ = Ca, Sr)) первинні безкарбонатні продукти послідовної термообробки СОГК мають однотипний фазовий склад і складаються з основної фази зі структурою кубічного перовскіту, з вакансіями в А - позиції, і фази на основі La2O3 (рис. Фазовий склад кристалічних продуктів послідовної (t = 2 години) ізотермічної термообробки шихти СОГК із співвідношеннями АІІ : La : Ti : Fe = (1 - x) : (4 x) : (5 - x) : x (АІІ = Ca, Sr) (1-оксикарбонати лантану, 2 - фаза зі структурою дефектного перовскіту фаза на основі La2O3, 3 - фаза зі структурою перовскіту (ПС) фаза з чотиришаровою ШПС на основі La4Ti4O14, 4 - фаза з чотиришаровою ШПС на основі La4Ti4O14 фаза зі структурою ПС, 5 - фаза з чотиришаровою ШПС на основі La4Ti4O14 фаза з пятишаровою ШПС на основі АІІ1-XLA4 XTI5-XFEXO17 фаза зі структурою ПС, 6 - фаза з пятишаровою ШПС на основі АІІ1-XLA4 XTI5-XFEXO17 фаза з чотиришаровою ШПС на основі La4Ti4O14 фаза зі структурою ПС, 7 - фаза з пятишаровою ШПС на основі АІІ1-XLA4 XTI5-XFEXO17 домішка фази з чотиришаровою ШПС на основі La4Ti4O14 домішка фази зі структурою ПС, 8 - фаза АІІ1-XLA4 XTI5-XFEXO17 з пятишаровою ШПС). Фазовий склад багатофазної області складається, в основному, з фаз із ШПС та фаз із структурою типу пірохлору.Показано, що утворення сполук A5B5O17 відбувається лише за двостадійним механізмом і включає стадію утворення та стадію розкладу або твердофазної взаємодії проміжних кристалічних продуктів, склад яких, як і послідовність їх фазових перетворень, визначаються хімічною природою осаджувача. Встановлено особливості формува