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://bakhtiniada.ru/0002-337X/article/view/140190
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23060088
EDN: https://elibrary.ru/EQWQUF
ID: 140190

Цитировать

Полный текст

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