Crystal Structure and Thermodynamic Properties of the RGaTi 2 O 7  (R = Sm, Ho, Tm, Yb) Titanates

L. T. Denisova; Денисова Л. Т.; L. G. Chumilina; Чумилина Л. Г.; Yu. F. Kargin; Каргин Ю. Ф.; G. V. Vasil’ev; Васильев Г. В.; V. V. Beletskii; Белецкий В. В.; V. M. Denisov; Денисов В. М.

doi:10.31857/S0002337X23060088

Кристаллическая структура и термодинамические свойства титанатов RGaTi₂O₇ (R = Sm, Ho, Tm, Yb)

Авторы: Денисова Л.Т.¹, Чумилина Л.Г.¹, Каргин Ю.Ф.², Васильев Г.В.¹, Белецкий В.В.¹, Денисов В.М.¹
Учреждения:
1. Сибирский федеральный университет
2. Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук
Выпуск: Том 59, № 6 (2023)
Страницы: 631-637
Раздел: Статьи
URL: https://cardiosomatics.ru/0002-337X/article/view/668232
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23060088
EDN: https://elibrary.ru/EQWQUF
ID: 668232

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Твердофазным синтезом из смесей оксидов Ga₂O₃, TiO₂ и R₂O₃ обжигом на воздухе при 1273 и 1573 K получены замещенные титанаты RGaTi₂O₇ (R = Sm, Ho, Tm и Yb). По данным рентгеновской дифракции определена их кристаллическая структура. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии исследовано влияние температуры (320–1000 K) на теплоемкость синтезированных соединений. По экспериментальным данным C_p = f(T) рассчитаны основные термодинамические функции и методом групповых вкладов рассчитаны стандартные значения энтальпии и энергии Гиббса образования RGaTi₂O₇ (R = Sm, Ho, Tm и Yb).

Ключевые слова

твердофазный синтез, замещенные титанаты, теплоемкость, термодинамические свойства

Список литературы

Комиссарова Л.Н., Шацкий В.М., Пушкина Г.Я. и др. Соединения редкоземельных элементов. Карбонаты, оксалаты, нитраты, титанаты. М.: Наука, 1984. 235 с.
Li C., Xiang H., Chen J., Fang L. Phase Transition, Dielectric Relaxation and Piezoelectric Properties of Bismuth Doped La2Ti2O7 Ceramics // Ceram. Int. 2016. V. 42. P. 1153–1158.
Zhang W., Zhang L., Zong H. et al. Synthesis and Characterization of Ultrafine Ln2Ti2O7 (Ln = Sm, Gd, Dy, Er) Pyrochlore Oxides by Stearic Method // Mater. Character. 2010. V. 61. P. 154–158. https://doi.org/10.1016/j.materchar.2009.11.005
Gao Z., Wu L., Gu W., Zhang T. et al. Anisotropic Conductivity of Ferroelectric La2Ti2O7 Ceramics // J. Eur. Ceram. Soc. 2017. V. 37. № 1. P. 137–143. https://doi.org/10.1016/j.eurceramsoc.2016.08.020
Ben Amor N., Bejar M., Hussein M. et al. Synthesis, Magnetic Properties, Magnetic Entropy and Arrot Plot of Antiferromagnetic Frustated Er2Ti2O7 Compound // Supercond. Nov. Magn. 2012. V. 25. P. 1035–1042. https://doi.org/10.1007/s10948-011-1344-9
Суслов Д.Н. Теплоемкость и теплопроводность титаната диспрозия // Перспективные материалы. 2004. № 3. С. 28–30.
Васильева М.Ф., Герасюк А.К., Гоев А.И. и др. Высококачественные оптические покрытия для видимой и ближней ИК-областей спектра, созданные на базе новых пленкообразующих материалов – дититаната гадолиния и дититаната лютеция // Прикл. физика. 2007. № 8. С. 91–98.
Hwang D.W., Lee J.S., Li W., Oh S.H. Electronic Band Structure and Photocatalytic Activity of Ln2Ti2O7 (Ln = La, Pr, Nd) // J. Phys. Chem. B. 2003. V. 107. P. 4963–4970. https://doi.org/10.1021/jp034229n
Chen C., Gao Z., Yan H., Reece M.J. Crystallographic Structure and Ferroelectricity of (AxLa1–x)2Ti2O7 (A = Sm and Eu) Solid Solutions with High Tc // J. Am. Ceram. Soc. 2016. V. 98. № 2. P. 523–530. https://doi.org/10.1111/jacs.13970
Gao Z., Shi B., Ye H. et al. Ferroelectric and Dielectric Properties of Nd2–xCexTi2O7 Ceramics // Adv. Appl. Ceram. 2014. V. 144. № 4. P. 191–197. https://doi.org/10.1179/1743676114Y.0000000221
Генкина Е.А., Адрианов И.И., Белоконева Е.А. и др. Синтетический GdGaTi2O7 – новая полиморфная модификация полимигнита // Кристаллография. 1991. Т. 36. № 9. С. 1408–1414.
Петраковский Г.А., Дрокина Т.В., Великанов Д.А. и др. Физика твердого тела. 2012. Т. 54. № 9. С. 1701–1704.
Drokina T.V., Petrakovskii G.A., Molokeev M.S. et al. Spin-Glass Magnetism in RFeTi2O7 (R = Lu and Tb) // Phys. Procedia. 2015. V. 312. P. 580–588. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2015.12.074
Drokina T.V., Petrakovskii G.A., Velikanov D.A., Molokeev M.S. X-ray and Magnetic Measurements of TmFeTi2O7 // Solid State Phenom. 2014. V. 215. P. 470–473. https://doi.org/10.4028/www.scintific.net/SSP.215.470
Дрокина Т.В., Петраковский Г.А., Молокеев М.С., Великанов Д.А. Синтез, кристаллическая структура и магнитные свойства соединения YbFeTi2O7 // Физика твердого тела. 2018. Т. 60. № 3. С. 526–530.
Денисова Л.Т., Молокеев М.С., Каргин Ю.Ф., Рябов В.В., Чумилина Л.Г., Белоусова Н.В., Денисов В.М. Структура и термодинамические свойства титанатов DyGaTi2O7 и EuGaTi2O7 // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 7. С. 768–775. https://doi.org/10.31857/S0002337X21070058
Денисова Л.Т., Молокеев М.С., Чумилина Л.Г. и др. Теплоемкость и термодинамические функции GdGaTi2O7 в области 320–1000 K // Физика твердого тела. 2021. Т. 63. № 4. С. 471–474.
Денисова Л.Т., Молокеев М.С., Рябов В.В., Каргин Ю.Ф., Чумилина Л.Г., Денисов В.М. Кристаллическая структура и термодинамические свойства титаната ErGaTi2O7 // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 4. С. 492–497. https://doi.org/10.31857/S00444457X21040085
Денисова Л.Т., Молокеев М.С., Чумилина Л.Г., Каргин Ю.Ф., Денисов В.М., Рябов В.В. Синтез, кристаллическая структура и термодинамические свойства LuGaTi2O7 // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 12. С. 1311–1316. https://doi.org/10.31857/S0002337X20120052
Денисова Л.Т., Иртюго Л.А., Каргин Ю.Ф., Белецкий В.В., Денисов В.М. Высокотемпературная теплоемкость Tb2Sn2O7 // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 1. С. 71–73. https://doi.org/10.7868/S0002337X17010043
Shannon R.D. Revised Effective Ionic Radii and Systematic Studies of Inter-atomic Distances in Halides and Chalcogenides // Acta Crystallogr., Sect. A. 1976. V. 32. P. 751–767.
Maier C.G., Kelley K.K. An Equation for the Representation of High Temperature Heat Content Data // J. Am. Chem. Soc. 1932. V. 54. № 8. P. 3243–3246. https://doi.org/10.1021/ja01347a029
Mostafa A.T.M.G., Eakman J.M., Yarbro S.L. Ptediction of Standard Heats and Gibbs Free Energies of Formation of Solid Inorganic Salts from Group Contributions // Ind. Eng. Res. 1995. V. 34. P. 4577–4582.
Navrotsky A., Lee W., Mielewczyk-Gryn A., Ushakov S.V. et al. Thermodynamics of Solid Phases Containing Rare Earth Oxides // J. Chem. Thermodyn. 2015. V. 88. P. 126–141. https://doi.org/10.1016/jct.2015.04.008