Фазовые равновесия, кристаллическая структура и кислородная нестехиометрия сложных оксидов, образующихся в системе GdCoO3–SrCoO3–δ–SrFeO3–δ–GdFeO3

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Исследованы фазовые соотношения в квазичетверной системе GdCoO3–SrCoO3–δ–SrFeO3–δ–GdFeO3 при 1373 K на воздухе. Определены области гомогенности и кристаллическая структура твердых растворов общего состава Gd1–xSrxCo1–yFeyO3–δ. В зависимости от концентрации введенных стронция и железа оксиды Gd1–xSrxCo1–yFeyO3–δ кристаллизуются в орторомбической (x = 0.1, 0.4 ≤ y ≤ 1.0; x = 0.2, y = 0.9, пр. гр. Pbnm), тетрагональной (0.6 ≤ x ≤ 0.8, 0.1 ≤ y ≤ 0.5, пр. гр. I4/mmm) или кубической (x = 0.9, 0.1 ≤ y ≤ 0.9; 0.6 ≤ x ≤ 0.8, 0.6 ≤ y ≤ 0.9, пр. гр. Pm3‾m) структуре перовскита. Для всех однофазных образцов определены структурные параметры. Установлено, что увеличение концентрации стронция и железа приводит к росту параметров элементарных ячеек оксидов Gd1–xSrxCo1–yFeyO3–δ. Показано, что содержание кислорода в оксидах Gd1–xSrxCo0.3Fe0.7O3–δ, определенное методом термогравиметрического анализа, уменьшается с ростом температуры и содержанием стронция в образцах. Построена изобарно-изотермическая диаграмма состояния системы GdCoO3–SrCoO3–δ–SrFeO3–δ–GdFeO3 при 1373 K на воздухе.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. В. Аксенова

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина

Автор, ответственный за переписку.
Email: TV.Aksenova@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

Е. Е. Соломахина

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: TV.Aksenova@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

А. С. Урусова

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: TV.Aksenova@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

В. А. Черепанов

Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина

Email: TV.Aksenova@urfu.ru
Россия, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002

Список литературы

  1. Клындюк А.И., Журавлева Я.Ю., Гундилович Н.Н. и др. // Неорган. материалы. 2023. Т. 59. № 1. С. 88. https://doi.org/10.31857/S0002337X23010086
  2. Симоненко Т.Л., Симоненко Н.П., Симоненко Е.П. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 10. С. 1359. https://doi.org/10.31857/S0044457X22600736
  3. Клындюк А.И., Журавлева Я.Ю. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 12. С. 1874. https://doi.org/10.31857/S0044457X22600669
  4. Калинина М.В., Дюскина Д.А., Полякова И.Г. и др. // Физика и химия стекла. 2023. Т. 49. № 2. С. 158. https://doi.org/10.31857/S013266512260087X
  5. Чижова Е.А., Клындюк А.И., Журавлева Я.Ю. и др. // Физика и химия стекла. 2023. Т. 49. № 1. С. 71. https://doi.org/10.31857/S0132665122600200
  6. Fan H., Liu Z., Wu Y. et al. // Int. J. Appl. Ceram. Technol. 2023. V. 21. № 1. P. 289. https://doi.org/10.1111/ijac.14490
  7. Lee K.T., Manthiram A. // J. Electrochem. Soc. 2006. V. 153. № 4. P. A794. https://doi.org/10.1149/1.2172572
  8. Lee K.T., Manthiram A. // J. Electrochem. Soc. 2005. V. 152. № 1. P. A197. https://doi.org/10.1149/1.1828243
  9. Rossignol C., Ralph J.M., Bae J.-M. et al. // Solid State Ionics. 2004. V. 175. № 1–4. P. 59. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2004.09.021
  10. Takeda Y., Ueno H., Imanishi N. et al. // Solid State Ionics. 1996. V. 86–88. P. 1187. https://doi.org/10.1016/0167-2738(96)00285-8
  11. Ni Q., Chen H., Ge L. et al. // J. Power Sources. 2017. V. 349. P. 130. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.03.037
  12. Tong X., Ovtar S., Brodersen K. et al. // J. Power Sources. 2020. V. 451. P. 227742. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2020.227742
  13. Madathil R.K., Norby T. // Solid State Sci. 2022. V. 124. P. 106801. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2021.106801
  14. Конончук О.Ф., Петров А.Н., Черепанов В.А. // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1991. Т. 27. № 9. С. 1963.
  15. Vereshchagin S.N., Solovyov L.A., Rabchevskii E.V. et al. // Chem. Commun. 2014. V. 50. P. 6112. https://doi.org/10.1039/c4cc00913d
  16. Tealdi C., Saiful Islam M., Fisher C. et al. // Prog. Solid State Chem. 2007. V. 35. P. 491. https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2007.01.015
  17. Wang X., Huang K., Ma W. et al. // Chem. Eur. J. 2017. V. 23. P. 1093. https://doi.org/10.1002/chem.201604065
  18. Liu H., Guo Y., Xie R. et al. // Sens. Actuators, B. 2017. V. 246. P. 164. https://doi.org/10.1016/j.snb.2017.02.072
  19. He J., Sunarso J., Miao J. et al. // J. Hazardous Mater. 2019. V. 369. P. 699. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2019.02.070
  20. Li T., Jayathilake R.S., Taylor D.D. et al. // Chem. Commun. 2019. V. 55. P. 4929. https://doi.org/10.1039/C8CC09573F
  21. Dudnikov V.A., Orlov Y.S., Kazak N.V. et al. // Ceram. Int. 2019. V. 45. № 5. P. 5553. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.12.013
  22. Reis M.S., Rocco D.L., Caraballo Vivas R.J. et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 422. P. 197. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2016.08.080
  23. Ryu K.H., Roh K.S., Lee S.J. et al. // J. Solid State Chem. 1993. V. 105. № 2. P. 550. https://doi.org/10.1006/jssc.1993.1247
  24. Zhang L., Li X., Wang F. et al. // Mater. Res. Bull. 2013. V. 48. P. 1088. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2012.11.105
  25. Long P.T., Manh Т.V., Ho T.A. et al. // Ceram. Int. 2018. V. 44. P. 15542. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.05.216
  26. James M., Cassidy D., Goossens D.J. et al. // J. Solid State Chem. 2004. V. 177. № 6. P. 1886. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2004.01.012
  27. Alhokbany N., Almotairi S., Ahmed J. et al. // J. King Saud Univer. Sci. 2021. V. 33. P. 101419. https://doi.org/10.1016/j.jksus.2021.101419
  28. Petrov A.N., Kononchuk O.F., Andreev A.V. et al. // Solid State Ionics. 1995. V. 80. P. 189. https://doi.org/10.1016/0167-2738(95)00114-l
  29. Cherepanov V.A., Gavrilova L.Ya., Barkhatova L.Yu. et al. // Ionics. 1998. V. 4. № 3–4. P. 309. https://doi.org/10.1007/BF02375959
  30. James M., Tedesco T., Cassidy D.J. et al. // Mater. Res. Bull. 2005. V. 40. P. 990. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2005.02.020
  31. Park S., Choi S., Shin J. et al. // J. Power Sources. 2012. V. 210. P. 172. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.03.018
  32. Aksenova Т.V., Efimova T.G., Lebedev O.I. et al. // J. Solid State Chem. 2017. V. 248. P. 183. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2017.02.002
  33. James M., Avdeev M., Barnes P. et al. // J. Solid State Chem. 2007. V. 180. № 8. P. 2233. https://doi.org/10.1002/chin.200835004
  34. Dudnikov V.A., Orlov Y.S., Kazak N.V. et al. // Ceram. Int. 2018. V. 44. № 9. P. 10299. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.03.037
  35. Vereshchagin S.N., Dudnikov V.A., Shishkina N.N. et al. // Thermochim. Acta. 2017. V. 655. P. 34. https://doi.org/10.1016/j.tca.2017.06.003
  36. Dudnikov V.A., Orlov Yu.S., Gavrilkin S.Yu. et al. // J. Phys. Chem. 2016. V. 120. P. 13443. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.6b04810
  37. Maklakova A.V., Baten’kova A.S., Vlasova M.A. et al. // Solid State Sci. 2020. V. 110. P. 106453. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2020.106453
  38. Дудников В.А., Казак Н.В., Орлов Ю.С. и др. // ЖЭТФ. 2019. Т. 155. № 4. С. 737. https://doi.org/10.1134/S0044451019040175
  39. Istomin S.Y., Drozhzhin O.A., Svensson G. // Solid State Sci. 2004. V. 6. P. 539. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2004.03.029.
  40. Petrov A.N., Cherepanov V.A., Kononchuk O.F. et al. // J. Solid State Chem. 1990. V. 87. № 1. P. 69. https://doi.org/10.1016/0022-4596(90)90066-7
  41. James M., Morales L., Wallwork K. et al. // Physica B. 2006. V. 385–386. P. 199. https://doi.org/10.1016/j.physb.2006.05.244
  42. Qiu L., Ichikawa T., Hirano A. et al. // Solid State Ionics. 2002. V. 158. № 1–2. P. 55. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(02)00757-9
  43. Dyck C.R., Yu G., Krstic V.D. // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2003. V. 801. P. 114. https://doi.org/10.1557/PROC-801-BB3.4
  44. Aksenova Т.V., Cherepanov V.A., Gavrilova L.Ya. et al. // Prog. Solid State Chem. 2007. V. 35. P. 175. https://doi.org/10.1016/j.progsolidstchem.2007.03.001
  45. Elkalashy Sh.I., Gilev A.R., Aksenova Т.V. et al. // Solid State Ionics. 2018. V. 31. P. 85. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2017.12.028
  46. Xu Q., Huang D., Chen W. et al. // J. Alloys Compd. 2007. V. 429. № 1–2. P. 34. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.04.005
  47. Dasgupta N., Krishnamoorthy R., Thomas J.K. // Mater. Sci. Eng., B. 2002. V. 90. № 3. P. 278. https://doi.org/10.1016/S0921-5107(02)00058-2
  48. Lee K.T., Manthiram A. // Solid State Ionics. 2005. V. 176. № 17–18. P. 1521. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2005.05.002
  49. Riza F., Ftikos Ch., Tietz F. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2001. V. 21. № 10–11. P. 1769. https://doi.org/10.1016/S0955-2219(01)00112-1
  50. Elkalashy Sh.I., Aksenova Т.V., Urusova A.S. et al. // Solid State Ionics. 2016. V. 295. P. 96. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2016.08.005
  51. Shannon R.D. // Acta Crystallogr., Sect. A. 1976. V. 32. P. 751. https://doi.org/10.1107/S0567739476001551
  52. Maklakova A.V., Vlasova M.A., Volkova N.E. et al. // J. Alloys Compd. 2021. V. 883. P. 160794. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.160794
  53. Khvostova L.V., Volkova N.E., Gavrilova L.Ya. et al. // Mater. Today Commun. 2021. V. 29. № 25. P. 102885. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2021.102885
  54. Volkova N.E., Maklakova A.V., Gavrilova L.Ya et al. // Eur. J. Inorg. Chem. 2017. V. 2017. № 26. P. 3285. https://doi.org/10.1002/ejic.201700321
  55. Aksenova Т.V., Mysik D.K., Cherepanov V.A. // Catalysts. 2022. V. 12. P. 1344. https://doi.org/10.3390/catal12111344
  56. Tsipis E.V., Naumovich E.N., Patrakeev M.V. et al. // J. Solid State Electrochem. 2021. V. 25. P. 2777. https://doi.org/10.1007/s10008-021-05023-8
  57. Cherepanov V.A., Barkhatova L.Yu., Petrov A.N. // J. Phys. Chem. Solids. 1994. V. 55. № 3. P. 229. https://doi.org/10.1016/0022-3697(94)90137-6
  58. Huheey J.I. Inorganic Chemistry. N.Y.: Harper & Row, 1983.
  59. Aksenova Т.V., Gavrilova L.Ya., Cherepanov V.A. // J. Solid State Chem. 2008. V. 10. P. 1480. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2008.03.010
  60. Grenier J.C., Fournes L., Pouchard M. et al. // Mater. Res. Bull. 1986. V. 21. № 4. P. 441. https://doi.org/10.1016/0025-5408(86)90009-7
  61. Takeda T., Watanabe H. // J. Phys. Soc. Jpn. 1972. V. 33. № 4. P. 973. https://doi.org/10.1143/JPSJ.33.973

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рентгенографические данные для Gd1–xSrxCo0.2Fe0.8O3–δ, где x = 0.0 (а), x = 0.1 (б), обработанные по методу Ритвельда. Точки – данные эксперимента, 1 – теоретический спектр; 2 – местоположение максимумов с разрешенным набором индексов Миллера (hkl); 3 – разница между экспериментальными данными и теоретической кривой

Скачать (89KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Концентрационные зависимости параметров элементарных ячеек твердых растворов Gd1–xSrxCo1–yFeyO3–δ, где x = 0.0, 0.0 ≤ y ≤ 1.0 – закрытые символы; x = 0.1, 0.4 ≤ y ≤ 0.9 – открытые символы

Скачать (125KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Рентгенографические данные для Gd0.3Sr0.7Co1–yFeyO3–δ, где y = 0.2 (а) и y = 0.7 (б), обработанные по методу Ритвельда. Точки – данные эксперимента, 1 – теоретический спектр; 2 – местоположение максимумов с разрешенным набором индексов Миллера (hkl); 3 – разница между экспериментальными данными и теоретической кривой. Стрелки указывают на сверхструктурные рефлексы для тетрагональной ячейки 2ap × 2ap × 4ap

Скачать (89KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимости параметров элементарных ячеек от состава твердого раствора Gd1–xSrxCo1–yFeyO3–δ, где x = 0.6 – закрытые символы, x = 0.7 – открытые символы

Скачать (69KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимости параметров псевдокубической ячейки от состава твердого раствора Gd1–xSrxCo1–yFeyO3–δ

Скачать (86KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимости содержания кислорода в оксидах Gd1–xSrxCo0.3Fe0.7O3–δ (0.6 ≤ x ≤ 0.9) от температуры на воздухе

Скачать (97KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Изобарно-изотермическая диаграмма состояния системы GdCoO3–SrCoO3–δ–SrFeO3–δ–GdFeO3 при 1373 K на воздухе. Зеленые точки отвечают орторомбической структуре Gd1–xSrxCo1–yFeyO3–δ (пр. гр. Pbnm), синие – кубической структуре (пр. гр. Pm3m), красные – тетрагональной упорядоченной структуре (пр. гр. I4/mmm). Фиолетовые точки соответствуют двухфазной области сосуществования орторомбической и тетрагональной (или кубической) структур

Скачать (140KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024