Синтез, структура та електрофізичні властивості твердих розчинів Ln1 xBa2 xCu3Oy - Автореферат

Київський національний університет Імені Тараса ШевченкаРобота виконана на кафедрі неорганічної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор Неділько Сергій Андрійович Київський національний університет імені Тараса Шевченка професор кафедри неорганічної хімії Вернадського НАН України зав. відділом хімії твердого тіла кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник Редько Віктор Петрович Інститут проблем матеріалознавства імені І.М. Захист відбудеться 21 квітня 2003 р. о 16.30 год. на засіданні спеціалізованної вченої ради Д 26.001.03 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка (вул.Відомо, що Ln123 матеріали, одержані при високому парціальному тиску кисню, характеризуються низькими критичними температурами (70-80 К) внаслідок розупорядкування катіонів лантаноїду та барію, що супроводжується гетерогенізацією Ln123 з утворенням твердих розчинів. З іншого боку, так як Ln/Ва заміщення має гетеровалентний характер і супроводжується збільшенням вмісту кисню, то пониження парціального тиску кисню буде сприяти утворенню стехіометриних Ln123. Його виникнення повязують як з дефектами кристалічної гратки (дислокації, границі двійників), так і присутністю фаз з нижчими Тс, які можуть утворюватись за рахунок локальних флуктуацій хімічного складу зразків, що призводить до заміщенням барію рідкісноземельним елементом (розупорядкування) і утворенням твердих розчинів Ln123ss. Дисертаційну роботу виконано в рамках наукового напрямку кафедри неорганічної хімії Київського національного університету імені Тараса Шевченка у відповідності з координаційним планом програм досліджень по держбюджетній тематиці “Хімічні енергозберігаючі методи синтезу оксидних сполук з заданими надпровідними та сегнетоелектричними властивостями” (№ 197U003109), “Оксидні матеріали з особливими електрофізичними властивостями” (№ 0101U001160), а також з темою Державного фонду фундаментальних досліджень Міністерства України з питань науки та технології “Оптимізація умов синтезу складних оксидних композицій” (4.4/614). Для досягнення мети роботи нами були поставлені такі задачі: а) синтезувати методом цитратного гелю ряд твердих розчинів Ln1 XBA2-XCU3Oy (Ln=Eu, Sm, La); б) дослідити фазоутворення в процесі термічної обробки золь-гель-прекурсора для одержання Ln1 XBA2-XCU3Oy; в) встановити залежності параметрів кристалічної гратки від складу та температури; г) дослідити кисневу стехіометрію твердих розчинів Ln1 XBA2-XCU3Oy та її звязок зі складом, температурою та особливостями структури; д) побудувати геометричну модель розміщення катіонів та аніонів кисню в структурі Ln1 XBA2-XCU3Oy та дослідити вплив структурних особливостей, таких як радіуси аніонів кисню та щільність упаковки іонів в гратці, на критичну температуру.В літературному огляді розглянуто структурні типи та фазові переходи, області гомогенності твердих розчинів, особливості кисневої стехіометрії та їх звязок з електрофізичними властивостями твердих розчинів Ln123. В результаті аналізу літературних даних зроблено висновки, що обгрунтовують задачі дослідження - удосконалення методик синтезу твердих розчинів та вивчення їх властивостей: структури, кисневої стехіометрії. Прекурсор для синтезу твердих розчинів Ln123 одержано золь-гель методом (метод цитратного гелю). Викладено результати дослідження методами ДТА, РФА та ІЧ-спектроскопії процесів синтезу твердих розчинів Sm1 XBA2-XCU3Oy (123-фази) під час термообробки золь-гель прекурсора для зразків зі ступенями заміщення х=0 (зразок №1) та х=0,6 (зразок №2), що відповідають границям області існування твердих розчинів Sm1 XBA2-XCU3Oy на повітрі. Область гомогенності для твердих розчинів Sm1 XBA2-XCU3Oy, одержаних золь-гель методом при 850°С виявилась дещо більшою (х=0,6), ніж область гомогенності х=0,4, одержана для твердих розчинів цих же сполук Sm1 XBA2-XCU3Oy, синтезованих звичайним керамічним методом при температурі 850°С.Золь-гель методом одержано тверді розчини складу Ln1 XBA2-XCU3Oy (Ln=La, Sm, Eu). Досліджено процеси термічного розкладу золь-гель шихти. Визначено фази, які приймають участь в утворенні твердих розчинів Sm1 XBA2-XCU3Oy із золь-гель прекурсора, та встановлено оптимальні умови їх синтезу. Знайдено області гомогенності твердих розчинів La1 XBA2-XCU3Oy, Sm1 XBA2-XCU3Oy і Eu1 XBA2-XCU3Oy, які становлять 0?х?0,8 для La1 XBA2-XCU3Oy, 0?х?0,7 при 950°С і 0?х?0,6 при 850°С для Sm1 XBA2-XCU3Oy та 0?х<0,6 при 950°С для Eu1 XBA2-XCU3Oy. Встановлено залежності параметрів кристалічної гратки твердих розчинів Ln1 XBA2-XCU3Oy (Ln=Eu, Sm, La) від температури і ступеня заміщення х.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ