Синтез и исследование термодинамических свойств германатов CaYb2Ge4O12 и CaLu2Ge4O12 в интервале температур 320–1050 K

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Из оксидов CaO, Yb2O3 (Lu2O3) и GeO2 обжигом на воздухе при температурах 1223‒1423 K проведен твердофазный синтез CaYb2Ge4O12 и CaLu2Ge4O12. Кристаллическая структура полученных германатов определена методом рентгеновской дифракции. Высокотемпературная теплоемкость в интервале температур 320‒1050 K измерена методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Установлено, что полученные данные по теплоемкости хорошо описываются уравнением Майера–Келли:

Cp(CaYb2Ge4O12) = (416.4±0.40)+(72.67±2.30)×10-3T-(50.13±0.19)×105Т-2,

Cp(CaLu2Ge4O12) = (450.0±1.75)+(15.46±1.90)×10-3Т-(78.67±1.60)×105Т-2.

По этим результатам рассчитаны основные термодинамические свойства оксидных соединений.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. Т. Денисова

Сибирский федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Россия, 660041, Красноярск, пр-т Свободный, 79

Д. В. Белокопытова

Сибирский федеральный университет

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Россия, 660041, Красноярск, пр-т Свободный, 79

Ю. Ф. Каргин

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 49

Г. В. Васильев

Сибирский федеральный университет

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Россия, 660041, Красноярск, пр-т Свободный, 79

Н. В. Белоусова

Сибирский федеральный университет

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Россия, 660041, Красноярск, пр-т Свободный, 79

В. М. Денисов

Сибирский федеральный университет

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Россия, 660041, Красноярск, пр-т Свободный, 79

Список литературы

  1. Денисов В.М., Истомин С.А., Подкопаев О.И. и др. Германий, его соединения и сплавы. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 599 с.
  2. Piccinelli P., Lausi A., Bettinelli M. // J. Solid State Chem. 2013. V. 205. P. 190. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2013.07.021
  3. Baklanova Y.V., Enyashin A.N., Maksimova L.G. et al. // Ceram. Int. 2018. V. 44. P. 6959. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.01.128
  4. Cui J., Li P., Cao L. et al. // J. Lumin. 2021. V. 237. P. 118170. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2021.11.118170
  5. He Y., Wei X., Wu Y. et al. // J. Solid State Chem. 2023. V. 322. P. 123980. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2023.123980
  6. Зубков В.Г., Леонидов И.И., Тютюнник А.П. и др. // Физика твердого тела. 2008. Т. 50. № 9. С. 1635.
  7. Melkozerova M.A., Tarakina N.V., Maksimova L.G. et al. // J. Sol-Gel. Sci. Technol. 2011. V. 59. P. 338. https://doi.org/10.1007/s10971-011-2508-6
  8. Leonidov I.I., Petrov V.P., Chernyshev V.A. et al. // J. Phys. Chem. 2014. V. 118. P. 8090. https://doi.org/10.1021/jp410492a
  9. Lipina O.A., Surat L.L., Melkozerova M.A. et al. // J. Solid State Chem. 2013. V. 206. P. 117. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2013.08.007
  10. Tatarina N.V., Zubkov V.G., Leonidov I.I. et al. // Z. Kristallogr. Suppl. 2009. V. 30. P. 401. https://doi.org/10.1524/zksu.2009.0059
  11. Денисова Л.Т., Молокеев М.С., Каргин Ю.Ф. и др. // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 4. С. 432. https://doi.org/10.31857/S0002337X22040030
  12. Галиахметова Н.А., Денисова Л.Т., Васильев Г.В. и др. // Физика твердого тела. 2023. Т. 65. № 10. С. 1821. https://doi.org/10.21883/FTТ. 2023. 56332.102
  13. Васильев Г.В., Коваленко К.Р., Денисова Л.Т. // Сб. тез. докл. X Всерос. конф. Высокотемпературная химия оксидных систем и материалов. СПб.: ЛЕМА, 2023. С. 154.
  14. Yamana H., Tanimura R., Yamada T. et al. // J. Solid State Chem. 2006. V. 179. P. 289. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2005.10.023
  15. Bruker AXS TOPAS V4: General profile and structure analysis software for powder diffraction data. Userʼs Manual. Karlsruhe: Bruker AXS, 2008.
  16. Zubkov V.G., Tarakina N.V., Leonidov I.I. et al. // J. Solid State Chem. 2010. V. 183. P. 1186. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2010.03.027
  17. Shannon R.D. // Acta Crystallogr., Sect. A. 1976. V. 32. P. 751.
  18. Денисова Л.Т., Иртюго Л.А., Каргин Ю.Ф. и др. // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 1. С. 71. https://doi.org/10.7868/S0002337X17010043
  19. Maier C.G., Kelley K.K. // J.Am. Chem. Soc. 1932. V. 54. № 8. P. 3243. https://doi.org/10.1021/ja01347a029
  20. Leitner J., Chuchvalec P., Sedmidubský D. et al. // Thermochim. Acta. 2003. V. 395. P. 27.
  21. Leitner J., Voňka P., Sedmidubský D., Svoboda P. // Thermochim. Acta. 2010. V. 497. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.tca.2009.08.002
  22. Успенская И.А., Иванов А.С., Константинова Н.М., Куценок И.Б. // Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. № 9. С. 1302. https://doi.org/10.31857/S0044453722090291
  23. Третьяков Ю.Д. Твердофазные реакции. М.: Химия, 1978. 360 с.
  24. Денисова Л.Т., Каргин Ю.Ф., Белоусова Н.В. и др. // Неорган. материалы. 2019. Т. 55. № 9. С. 1007. https://doi.org/10.1134/S0002337X19090021
  25. Осина Е.Л. // Теплофизика высоких температур. 2017. Т. 55. № 2. С. 223. https://doi.org/10.7868/S0040364417020120
  26. Моисеев Г.К., Ватолин Н.А., Маршук Л.А., Ильиных Н.И. Температурные зависимости приведенной энергии Гиббса некоторых неорганических веществ (альтернативный банк данных АСТРА. OWN). Екатеринбург: УрО РАН, 1997. 230 с.
  27. Морачевский А.Г., Сладков И.Б., Фирсова Е.Г. Термодинамические расчеты в химии и металлургии. СПб.: Лань, 2018. 208 с.
  28. Кубашевский О., Олкокк С.Б. Металлургическая термохимия. М.: Металлургия, 1982. 392 с.
  29. Mostafa A.T.M.G., Eakman J.M., Montoya M.M., Yarbro S.L. // Ind. Eng. Chem. Res. 1996. V. 35. P. 343. https://doi.org/10.1021/ie9501485
  30. Leitner J., Sedmidubský D., Chuchvalec P. // Ceram. Silik. 2002. V. 46. P. 29.
  31. Кумок В.Н. Прямые и обратные задачи химической термодинамики. Новосибирск: Наука, 1987. С. 108.
  32. Zinkevich M. // Prog. Mater. Sci. 2007. V. 52. P. 597. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2006.09.002
  33. Guskov A.V., Gagarin P.G., Guskov N.V. et al. // Ceram. Int. 2021. V. 47. P. 28004. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2021.06.125
  34. Mostafa A.T.G.M., Eakman J.M., Yarbro S.L. // Ind. Eng. Chem. Res. 1995. V. 34. P. 4577.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Экспериментальный (1), расчетный (2) и разностный (3) профили рентгенограмм CaYb2Ge4O12 (а) и CaLu2Ge4O12 (б) после уточнения методом Ритвельда; штрихи указывают расчетные положение рефлексов

Скачать (177KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимости параметров a, c и V элементарной ячейки германатов CaR2Ge4O12 (R = Eu – Lu) от ионного радиуса ионов РЗМ ( ): 1, 4 – [16]; 2, 5 – [12]; 3, 6 – настоящая работа (а); 1 – [16], 2 – [12], 3 – настоящая работа (б)

Скачать (142KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние температуры на молярную теплоемкость CaYb2Ge4O12 (а) и CaLu2Ge4O12 (б): 1 – эксперимент, 2 – расчет по уравнению (7), 3 – расчет по уравнению (8), сплошная линия – аппроксимирующая кривая

Скачать (161KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024