Анализ химических и фазовых превращений при синтезе стеклокерамики на основе висмут-барий-боратного стекла и Er : YAG

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Оригинальное сочетание термической активации с воздействием сильного неоднородного электрического поля превращает многокомпонентный раствор в прекурсор. Превращение аэрозоля в готовую шихту исключает стадию образования геля, его длительную сушку и последующий загрязняющий размол, обеспечивая присущий золь-гель методу молекулярный уровень смешения разнообразных компонентов. Методом синхронного термического анализа изучены фазовые, химические и другие термические проявления висмут-барий-боратной (0.2Bi2O3–0.6B2O3–0.2BaO) части шихты, шихты из компонентов (Er0.5Y0.5)AG, а также шихтового прекурсора, изначально объединяющего все необходимые компоненты стеклокерамики. Методом минимизации энергии Гиббса определены условия образования кристаллических фаз граната и бората иттрия, выявленных с помощью рентгенофазового анализа в образцах стеклокерамики, сформированных из ультрадисперсной шихты при различных температурах.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Д. Плехович

Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Россия, Нижний Новгород

А. М. Кутьин

Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Россия, Нижний Новгород

К. В. Балуева

Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Россия, Нижний Новгород

Е. Е. Ростокина

Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Россия, Нижний Новгород

М. Е. Комшина

Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Россия, Нижний Новгород

К. Ф. Шумовская

Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Россия, Нижний Новгород

Список литературы

  1. Plekhovich A.D., Kut’in A.M., Rostokina E.E. et al. // Int. Conf. Laser Optics (ICLO 2022). Proceedings, 2022. WeR9-p24. https://doi.org/10.1109/ICLO54117.2022.9840279
  2. Plekhovich A.D., Kut’in A.M., Rostokina E.E. et al. // Int. Conf. Laser Optics (ICLO 2022). Proceedings, 2022. WeR9-p33. https://doi.org/10.1109/ICLO54117.2022.9840272
  3. Belov G., Iorish V.S., Yungman V.S. // Calphad. 1999. V. 23. № 2. P. 173. https://doi.org/10.1016/S0364-5916(99)00023-1
  4. Bourago N.G. // Proc. 7th Nordic Seminar on Computational Mechanics. Trondheim, Norway, 1994. P. 48. https://doi.org/10.13140/2.1.3798.3520
  5. Ватолин Н.А., Моисеев Г.К., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование в высокотемпературных неорганических системах. М.: Металлургия, 1994. 352 c.
  6. CHEMCAD, Chemstations, Inc., USA. https://www.chemstations.com/
  7. Aspen HYSYS, Aspen Technology, USA. https://www.aspentech.com/en/products/engineering/aspen-hysys
  8. Никонов К.С., Ильясов А.С., Бреховских М.Н. // Журн. неорган. химии. 2020. Т. 65. № 9. С. 1222. https://doi.org/10.31857/S0044457X20090123
  9. Piekarczyk W. // J. Cryst. Growth. 1981. V. 55. № 3. P. 543. https://doi.org/10.1016/0022-0248(81)90113-5
  10. Velmuzhov A.P., Sukhanov M.V., Anoshina D.E. et al. // J. Non-Cryst. Solids. 2022. V. 585. P. 121529. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121529
  11. Ежов Ю.С. // Журн. физ. химии. 2008. Т. 82. № 3. С. 575.
  12. Косяков В.И., Шестаков В.А., Косинова М.Л. // Журн. неорган. химии. 2018. Т. 63. № 6. С. 777. https://doi.org/10.7868/S0044457X1806017X
  13. Гончаров О.Ю., Канунникова О.М. // Журн. физ. химии. 2009. Т. 83. № 12. С. 2205.
  14. Chromčíková M., Liška M., Macháček J., Chovanec J. // J. Non-Cryst. Solids. 2014. V. 401. P. 237. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2014.01.021
  15. Сенин А.В., Кузнецова О.В., Лыкасов А.А. // Журн. физ. химии. 2006. Т. 80. № 11. С. 1992. https://doi.org/10.1134/S003602440611015X
  16. Cruz R.A., Romero S.A., Vargas R.M. et al. // J. Non-Cryst. Solids. 2005. V. 351. № 16–17. P. 1359. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2005.03.008
  17. Sha W. // J. Alloys Compd. 2001. V. 322. № 1–2. P. L17. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(01)01258-0
  18. Sundman B., Jansson B., Andersson J.-O. // Calphad. 1985. V. 9. P. 153. http://dx.doi.org/10.1016/0364-5916(85)90021-5
  19. Velmuzhov A.P., Tyurina E.A., Sukhanov M.V. et al. // SeP. Purif. Technol. 2023. V. 324. P. 124532. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.124532
  20. Егорышева А.В., Володин В.Д., Скориков В.М. // Неорган. материалы. 2008. Т. 44. № 11. С. 1397. https://doi.org/10.1134/S0020168508110228
  21. Кьяо В., Чен П. // Физика и химия стекла. 2010. Т. 36. № 3. С. 376. https://doi.org/10.1134/S1087659610030053
  22. Бобкова Н.М., Трусова Е.Е., Захаревич Г.Б. // Стекло и керамика. 2012. Т. 85. № 11. С. 9. https://doi.org/10.1007/s10717-013-9480-2
  23. Плехович А.Д., Ростокина Е.Е., Комшина М.Е. и др. // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 7. С. 763. https://doi.org/10.31857/S0002337X22060094
  24. Plekhovich A.D., Kut’in A.M., Rostokina E.E. et al. // J. Non-Cryst. Solids. 2022. V. 588. P. 121629. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121629
  25. Lu B., Gai K., Wang Q., Zhao T. // Ceram. Int. 2023. V. 49. № 19. P. 32318. http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.07.098
  26. Плехович А.Д., Ростокина Е.Е., Кутьин А.М., Гаврищук Е.М. // Неорган. материалы. 2022. T. 58. № 12. С. 1353. http://dx.doi.org/10.31857/S0002337X22120090
  27. Балабанов С.С., Гаврищук Е.М., Дроботенко В.В. и др. // Неорган. материалы. 2014. Т. 50. № 10. С. 1114. http://dx.doi.org/10.7868/S0002337X14100030
  28. Балуева К.В., Плехович А.Д., Кутьин А.М., Суханов М.В. // Журн. неорган. химии. 2021. Т. 66. № 8. С. 1046. http://dx.doi.org/10.31857/S0044457X2108002X
  29. Воронин Г.Ф. Основы термодинамики. М.: Изд-во МГУ, 1987. 192 c.
  30. Binnewies M., Milke E. Thermochemical Data of Elements and Compounds. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH, 2002. 928 P. http://dx.doi.org/10.1002/9783527618347
  31. Термические константы веществ / Под ред. Глушко В.П. М.: ВИНИТИ, 1965–1982. Вып. 1–10.
  32. Robie R.A., Hemmingway B.S., Fisher J.R. // U.S. Geol. Survey Bull. 1978. V. 1452. https://doi.org/10.3133/b1452
  33. Barin I. Thermochemical Data of Pure Substances. N.Y., 1995.
  34. Konings R.J.M., van der Laan R.R., van Genderen A.C.G., van Miltenburg J.C. // Thermochim. Acta. 1998. V. 313. P. 201. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(98)00261-5
  35. Chizhikov A.P., Bazhin P.M., Stolin A.M. // Lett. Mater. 2020. V. 10. P. 135. https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-2-135-140
  36. Zhou Y., Xiang H. // J. Am. Ceram. Soc. 2016. V. 99. P. 2742. https://doi.org/10.1111/jace.14261
  37. Ray S.P. // J. Am. Ceram. Soc. 1992. V. 75. P. 2605. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1992.tb05622.x
  38. Liu L., Yang Y., Dong X. et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2015. P. 3328. https://doi.org/10.1002/ejic.201500399
  39. Bekker T.B., Rashchenko S.V., Seryotkin Y.V. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2017. V. 101. P. 450. https://doi.org/10.1111/jace.15194
  40. Pottier M.J. // Bull. Soc. Chim. Belg. 1974. V. 83. P. 235. https://doi.org/10.1002/bscb.19740830704
  41. Muehlberg M., Burianek M., Edongue H., Poetsch Ch. // J. Cryst. Growth. 2002. V. 237. P. 740. https://doi.org/10.1016/S0022-0248(01)01993-5
  42. Денисов В.М., Белоусова Н.В., Денисова Л.Т. // Журн. Сиб. фед. ун-та. Химия. 2013. № 2. С. 132.
  43. Wong-Ng W., Roth R.S., Vanderah T.A., McMurdie H.F. // J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol. 2001. V. 106. P. 1097. https://doi.org/10.6028/jres.106.059
  44. Hovhannisyan M. Phase diagram of the ternary BaO–Bi2O3–B2O3 system: new compounds and glass ceramic characterization // Advances in Ferroelectrics. London, 2012. P. 127. https://doi.org/10.5772/52405

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. СТА-кривая ультрадисперсного образца стекла 0.2Bi2O3–0.6B2O3–0.2BaO (синяя линия) и стекла такого же состава в форме диска из работы [24] (черная линия). Скорость нагревания 10 град/мин

Скачать (122KB)
Метаданные
3. Рис. 2. СТА-кривые образцов шихты Er0.5Y0.5AG из гидрозоля состава Al5(NO3)3(OH)12 ∙ 3Y(OH)2(OOCCH3): зеленые линии соответствуют одностадийному распылительному варианту синтеза ультрадисперсной шихты при 675 K, розовые линии отвечают шихте, полученной высушиванием бинарного гидрозоля при 425 K в сушильном шкафу с последующим диспергированием в планетарной мельнице

Скачать (101KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Рентгенограммы образцов стеклокерамики после отжига при 1150, 1240 и 1425 K. Приведенные штрихдиаграммы соответствуют Y3BO6 (ISCD 84966), YBO3 (ISCD 100015) и Y3Al5O12 (ISCD 067103)

Скачать (167KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сравнение СТА-кривых синтезированных в одинаковых условиях трех вариантов ультрадисперсной шихты: 1 – стекла 0.2Bi2O3–0.6B2O3–0.2BaO (рис. 1), 2 – ксерогеля Er0.5Y0.5AG (рис. 2) и 3 – шихтового прекурсора, изначально объединяющего все компоненты стеклокерамики 0.46(0.2Bi2O3–0.6B2O3–0.2BaO)–0.54Er:YAG. Серым цветом выделен температурный интервал расстекловывания для кривых 1 и 3

Скачать (110KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Равновесный состав стеклокристаллов 0.54YAG + 0.46[0.2Bi2O3–0.6B2O3–0.2BaO]. В нижней части рисунка – отдельно кристаллизующиеся фазы и компоненты ассоциированного раствора (расплава)

Скачать (398KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024