Synthesis and study thermodynamic properties of germanates CaYb2Ge4O12 and CaLu2Ge4O12 the range 320–1000 K

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Solid-phase synthesis of CaYb2Ge4O12 and CaLu2Ge4O12 was carried out from the initial oxides of CaO, Yb2O3 (Lu2O3) and GeO2 by firing in air at temperatures of 1223–1423 K. The crystal structure of the synthesized germanates was determined by X-ray diffraction. The high-temperature heat capacity in the temperature range of 320-1050 K was measured by differential scanning calorimetry. It has been established that the obtained data on heat capacity are well described by the Mayr-Kelly equation:

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.

Based on these results, the main thermodynamic properties of oxide compounds were calculated.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

L. Denisova

Siberian Federal University

Autor responsável pela correspondência
Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Rússia, Krasnoyarsk, 660041

D. Belokopytova

Siberian Federal University

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Rússia, Krasnoyarsk, 660041

Yu. Kargin

Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science, Russian Academy of Sciences

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Rússia, Moscow, 119991

G. Vasil’ev

Siberian Federal University

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Rússia, Krasnoyarsk, 660041

N. Belousova

Siberian Federal University

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Rússia, Krasnoyarsk, 660041

V. Denisov

Siberian Federal University

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Rússia, Krasnoyarsk, 660041

Bibliografia

  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.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Experimental (1), calculated (2) and difference (3) profiles of X-ray diffraction patterns of CaYb2Ge4O12 (a) and CaLu2Ge4O12 (b) after refinement by the Rietveld method; the dashes indicate the calculated positions of the reflections

Baixar (177KB)
Metadados
3. Fig. 2. Dependences of the parameters a, c and V of the unit cell of germanates CaR2Ge4O12 (R = Eu – Lu) on the ionic radius of REE ions ( ): 1, 4 – [16]; 2, 5 – [12]; 3, 6 – this work (a); 1 – [16], 2 – [12], 3 – this work (b)

Baixar (142KB)
Metadados
4. Fig. 3. Effect of temperature on the molar heat capacity of CaYb2Ge4O12 (a) and CaLu2Ge4O12 (b): 1 – experiment, 2 – calculation according to equation (7), 3 – calculation according to equation (8), solid line – approximating curve

Baixar (161KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024