Термодинамические свойства титаната гадолиния Gd₂Ti₂O₇

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Измерена изобарная теплоемкость титаната гадолиния Gd₂Ti₂O₇ со структурой пирохлора в области температур 2–1825 K. По согласованным и сглаженным значениям теплоемкости рассчитаны термодинамические функции (энтропия, изменение энтальпии, приведенная энергия Гиббса). Оценена энергия Гиббса образования Gd₂Ti₂O₇ из оксидов в области высоких температур.

Full Text

Restricted Access

About the authors

П. Г. Гагарин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова

Author for correspondence.
Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation, Москва 119071

A. V. Гуськов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation, Москва 119071

V. N. Гуськов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation, Москва 119071

A. V. Хорошилов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation, Москва 119071

К. S. Гавричев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation, Москва 119071

References

  1. Kramer S.A., Tuller H.L. // Solid State Ionics. 1995. V. 82. P. 15. https://doi.org/10.1016/0167-2738(95)00156-Z.
  2. Wang Z., Wang X., Zhou G., et al. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221919302420// J. Europ. Ceram. Soc. 2019. V. 39. P. 3229. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.04.018.
  3. Lumpkin G.R., Pruneda M., Rios S., et al. // J. Solid State Chem. 2007. V. 180. P. 1512. doi: 10.1016/j.jssc.2007.01.028.
  4. Vassen R., Jarligo M.O., Steinke T., et al. // Surf. Coat. Technol. 2010. V. 205. P. 938. doi: 10.1016/j.surfcoat.2010.08.151
  5. Schiffer P., Ramirez A.P. // Comments Condens. Matter Phys. 1996. V. 18. P. 21.
  6. Lecheminant P., Bernu B., Lhuillier C., et al. // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80. P. 2933. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.80.2933
  7. Villain J. // Z. Phys. B. 1979. V. 33. P. 31. https://doi.org/10.1007/BF01325811
  8. Reimers J.N., Berlinsky A.J., Shi A.-C. // Phys. Rev. B. 1991. V. 43. P. 865. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.43.865
  9. Moessner R., Chalker J.T. // Phys. Rev. Lett. 1998. V. 80. P. 2929. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.80.2929
  10. Farmer J.M., Boatner L.A., Chakoumakos B.C., et al. // J. Alloys Compd. 2014. V. 605. P. 63. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.03.153
  11. Raju N.P., Dion M., Gingras M.J.P., et al. // Phys. Rev. B. 1999. V. 59(22). P. 14489.
  12. Ramirez A.P., Shastry B.S., Hayashi A., et al. // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 89(6). P. 067202–1. doi: 10.1103/PhysRevLett.89.067202
  13. Janssen A., Pöml P., Beneš O., et al. // J. Chem. Thermodyn. 2009. V. 41. P. 1049. doi: 10.1016/j.jct.2009.04.011
  14. Denisova L.T., Chumilina L.G., Ryabov V.V., et al. // Inorg. Mater. 2019. V. 55(5). P. 477. doi: 10.1134/S0020168519050029
  15. Helean K.B., Ushakov S.V., Brown C.E., et al. // J. Solid State Chem. 2004. V. 177. P. 1858. doi: 10.1016/j.jssc.2004.01.009
  16. Reznitskii L.A. // Inorg. Mater. 1993. V. 29(9). P. 1310.
  17. Kowalski P.M. // Scripta Mater. 2020. V. 189. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2020.07.048
  18. Rosen P.F., Woodfield B.F. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S002196141930730X// J. Chem. Thermodyn. 2020. V. 141. P. 105974. https://doi.org/10.1016/j.jct.2019.105974
  19. Sabbah R., Xu-wu A., Chickos J.S., et al. // Thermochim. Acta. 1999. V. 331. P. 93. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(99)00009-X
  20. Ryumin M.A., Nikiforova G.E., Tyurin A.V., et al. // Inorg. Mater. 2020. V. 56. P. 97. https://doi.org/0.1134/S0020168520010148
  21. М.А. Рюмин, Г.Е. Никифорова, А.В. Тюрин и др. // Неорган. Материалы. 2020. Т. 56. С. 102.
  22. Prohaska T., Irrgeher J., Benefield J., et al. // Pure Appl. Chem. 2022. V. 94(5). P. 573. https://doi.org/10.1515/pac-2019-0603.
  23. Clarke D.R. // Surf. Coat. Technol. 2003. V. 163. P. 67. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(02)00593-5
  24. Chernyshev V.A., Petrov V.P., Nikiforov A.E. // Phys. Solid State. 2015. V. 57. No. 5. P. 996. doi: 10.1134/S1063783415050078.
  25. Westrum E.F., Jr. // J. Chem. Thermodyn. 1983. V. 15. P. 305. https://doi.org/10.1016/0021-9614(83)90060-5
  26. Maier C.G., Kelley K.K. // J. Am. Chem. Soc. 1932. V. 54. P. 3243. https://doi.org/10.1021/ja01347a029
  27. Voronin G.F., Kutsenok I.B. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/je400316m// J. Chem. Eng. Data 2013. V. 58. P. 2083. https://doi.org/10.1021/je400316m
  28. Voskov A.L., Kutsenok I.B., Voronin G.F. // Calphad. 2018. V. 16. P. 50. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2018.02.001
  29. Waring J.L., Schneider S.J. // J. Res. Natl. Bur. Stand. A. Phys. Chem. 1965. V. 69A(3). P. 255. doi: 10.6028/jres.069A.025
  30. Smith S.J., Stevens R., Liu Sh., et al. // Am. Mineral. 2009. V. 94. P. 236. doi: 10.2138/am.2009.3050
  31. Kandan R., Prabhakara Reddy B., Panneerselvam G., Nagarajan K. // J. Therm. Anal. Calorim. 2016. V. 124. P. 1349. doi: 10.1007/s10973-016-5272-6
  32. Könings R.J.M., Beneš O., Kovács A., et al. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2014. V. 43. P. 013101. doi: 10.1063/1.4825256
  33. Hayun S., Navrotsky A. // J. Solid State Chem. 2012. V. 187. P. 70. doi: 10.1016/j.jssc.2011.12.033
  34. Panneerselvam G., Venkata Krishnan R., Antony M.P., et al. // J. Nucl. Mater. 327 (2004) 220.
  35. Термические константы веществ. Справочник под ред. В.П. Глушко. Москва 1965–1982. http: // www.chem.msu.ru.
  36. M.W. Chase, Jr. NIST-JANAF Thermochemical Tables. 4th ed. American Chemical Society. 1998.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Diffraction pattern of the Gd₂Ti₂O₇ sample.

Download (71KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Surface view of the Gd₂Ti₂O₇ sample.

Download (126KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Comparison of heat capacity values ​​obtained in [12] and in the present work: 1 – [12], 2 – values ​​obtained by relaxation calorimetry, 3, 4 – data obtained by adiabatic calorimetry, 5 – extrapolation to 0 K.

Download (87KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Separation of the heat capacity anomaly into components: 1 – data [12], 2 – heat capacity of the Schottky anomaly (levels 4 and 22 cm⁻¹), 3 – magnetic heat capacity, 4 – extrapolation to 0 K.

Download (93KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. The difference in heat capacity of europium and gadolinium compounds: 1 – (Сp(Eu(OH)₃ – Сp(Gd(OH)₃; 2 – [Сp(Eu₂Ti₂O₇) – Сp(Gd₂Ti₂O₇)]/2.

Download (118KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Heat capacity of Gd₂Ti₂O₇ in the high-temperature region: 1 – this work, 2 – [14], 3 – [15]. The error corridor of 3% for the data obtained in this study is shown.

Download (103KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Estimation of Gibbs energy in the high temperature region: 1 – reaction (1), 2 – reaction (2), 3 – extrapolation.

Download (84KB)
Indexing metadata
9. Additional material
Download (426KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences