Thermodynamic functions of Tm2O3‧2HfO2 solid solution and Shottky anomaly

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The molar heat capacity of the solid solution Tm2O3‧2HfO2 has been determined for the first time by relaxation, adiabatic and differential scanning calorimetry, the temperature dependences of entropy and enthalpy increment in the temperature region 0–1800 K have been calculated, and the contribution to the heat capacity of the Schottky anomaly at 0–300 K has been evaluated.

Full Text

Диаграмма состояния системы Tm2O3-HfO2 в области высоких температур (>1700°C) впервые описана в работе [1], где установлено существование непрерывного ряда твердых растворов xTm2O3‧(1 – x)HfO2, (x ≈ 0–0.6), на основе диоксида гафния с кубической структурой типа флюорита Fm3m. Показано, что параметр кубической решетки непрерывного ряда твердых растворов в пределах их существования (x = 0.03–0.58) при температуре 2100°C изменяется в пределах 5.111–5.194 Å. Образование твердых растворов происходит вследствие замещения четырехвалентных ионов Hf4+ трехвалентными ионами Tm3+, а разность в зарядах ионов компенсируется возникновением кислородной вакансии. В целом высокотемпературная часть диаграммы состояния Tm2O3-HfO2 аналогична двойным оксидным гафниевым и циркониевым системам редкоземельных элементов иттриевой подгруппы [2]. Экспериментальных данных по фазовым равновесиям в системе Tm2O3-HfO2 при более низких температурах в литературе не найдено, также как и для других “тяжелых” лантаноидов, за исключением системы Yb2O3-HfO2 [3]. Такие исследования затруднительны из-за чрезвычайно низких скоростей установления равновесий в этих системах при температурах ниже 1200–1500°C. Например, при изучении системы Yb2O3-HfO2 в области температур 800–1500°C время отжигов составляло более 5000 ч (~200 сут) [3]. При этом было найдено, что твердые растворы xYb2O3‧(1 – x)HfO2 при температурах ниже ~650°C распадаются на диоксид гафния и так называемую δ-фазу – гафнат иттербия состава Yb4Hf3O12, температура плавления которого равна примерно 1600°C. Аналогичный распад на простые оксиды экспериментально обнаружен для твердых растворов xY2O3‧(1 – x)ZrO2, а также xY2O3‧(1 – x)HfO2 [4], при этом образования Y4Hf3O12 не установлено. Это означает, что существует вероятность распада твердых растворов xTm2O3‧(1 – x)HfO2 на простые оксиды либо на диоксид гафния и δ-фазу. Модельные расчеты для цирконатных систем подтверждают возможность распада твердых растворов на основе оксидов от тербия до лютеция при температурах ниже 1000°C [5]. Однако необходимые для моделирования фазовых равновесий в гафнатных системах и, в частности, в Tm2O3-HfO2, термодинамические данные отсутствуют.

Серединой непрерывного ряда твердых растворов xTm2O3 ‧ (1 – x)HfO2, (x ≈ 0–0.6) следует считать состав Tm2O3‧2HfO2 с соотношением металлов Tm : Hf = 1 : 1. Стехиометрическое соотношение металлов способствует упорядочению структуры, что подтверждается образованием пирохлоров Ln2Hf2O7 в случае легких лантаноидов (Ln = La–Tb) при соблюдении необходимого для кристаллизации пирохлоров условия RE3+/Hf4+ > 1.45–1.46 (где RE – редкоземельные элементы) [6, 7]. Для тяжелых лантаноидов (от Dy до Lu) это отношение не соблюдается из-за уменьшения размера иона RE3+ в результате лантаноидного сжатия, и образуются твердые растворы со структурой флюорита.

Целью настоящей работы является измерение изобарной теплоемкости твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 и расчеты энтропии и приращения энтальпии в интервале температур 0–1800 K.

Образец твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 для проведения термодинамических исследований получен методом “обратного” осаждения гидроксидов тулия и гафния со ступенчатым прокаливанием и окончательным отжигом при температуре 1600°C на воздухе в течение 4 ч. По данным элементного анализа был получен образец твердого раствора состава 50.24 ± 0.05 мол. % в расчете на 2HfO2. Такое отклонение от стехиометрии не может оказать заметного влияния на величину теплоемкости и расчетные значения термодинамических функций [8]. Дифракционные рентгеновские исследования, показали (рис. 1), что образец является однофазным с параметром кубической ячейки дефектного флюорита а = 5.170(7) Å, и это соответствует литературным данным [1, 9]. Оценка размеров кристаллитов по Шереру с использованием полуширины дифракционного рефлекса на полувысоте, а также электронно-микроскопические исследования (рис. 2) позволяют заключить, что полученный образец не является наноразмерным, и не требуется внесения поправок на размерный фактор в измеряемые и расчетные термодинамические величины. Энергодисперсионными исследованиями установлено отсутствие посторонних элементов, а картирование по составляющим элементам показало равномерность их распределения по поверхности образца.

 

Рис. 1. Дифрактограмма образца твердого раствора Tm2O3‧2HfO2, структурный тип Fm3m, а = 5.170(7) Å, CuKα-излучение, λ = 1.5418 Å.

 

Рис. 2. Морфология поверхности образца твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 (флюорит).

 

Измерения молярной теплоемкости выполнены тремя методами калориметрии: релаксационной в интервале 2.39–24.97 K (30 точек), адиабатической в области 4.62–350.2 K (138 точек) и дифференциальной сканирующей в интервале 315–1805 K (150 точек) (рис. 3, табл. 1). На врезках рис. 3 приведены области, в которых показана стыковка данных по теплоемкости, полученных разными методами, и видно их взаимное соответствие. Температурная зависимость теплоемкости не содержит признаков структурных превращений во всем интервале измерений.

 

Рис. 3. Экспериментальная теплоемкость твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 по результатам релаксационной (1), адиабатической (2) и дифференциальной сканирующей (3) калориметрии; на врезках – области низких температур (0–27 K) и стыковки данных адиабатической и дифференциальной сканирующей калориметрии (320–360 K).

 

Таблица 1. Экспериментальная теплоемкость твердого раствора Tm2O3‧2HfO2; р = 101.3 кПа

T, K

Cp, Дж моль–1 K–1

T, K

Cp, Дж моль–1 K–1

T, K

Cp, Дж моль–1 K–1

Релаксационная калориметрия

2.393

0.763

6.031

2.414

15.249

5.949

2.624

0.860

6.626

2.659

16.726

6.724

2.881

0.968

7.262

2.909

18.338

7.703

3.157

1.091

7.965

3.162

20.103

8.937

3.464

1.253

8.739

3.442

22.072

10.673

3.799

1.407

9.584

3.726

24.219

12.813

4.168

1.594

10.515

4.057

26.465

14.099

4.572

1.778

11.587

4.389

29.005

17.524

5.033

1.969

12.705

4.802

31.856

21.474

5.499

2.193

13.929

5.314

35.001

24.968

Адиабатическая калориметрия

4.62

1.84

55.22

52.17

155.2

157.0

4.70

1.90

56.87

54.29

155.6

157.3

4.81

1.94

58.53

56.40

159.1

160.1

4.93

1.98

60.19

58.56

166.1

165.6

5.11

2.11

61.85

60.68

169.7

168.3

5.37

2.24

63.51

62.79

173.2

170.9

5.64

2.38

65.18

64.87

176.7

173.4

5.91

2.50

66.84

66.93

180.2

175.8

6.30

2.66

68.50

68.91

183.7

178.2

6.84

2.92

70.17

70.89

187.2

180.6

7.54

3.22

72.03

73.07

190.7

182.9

8.38

3.54

74.09

75.55

194.2

185.1

9.24

3.85

76.15

78.11

197.7

187.3

10.11

4.152

78.22

80.70

201.2

189.4

10.98

4.468

80.29

83.17

205.1

191.7

11.84

4.783

80.90

83.60

209.5

194.2

12.76

5.175

81.66

84.46

213.8

196.6

13.63

5.466

82.36

85.39

218.2

198.9

14.49

5.820

83.51

86.54

222.4

201.0

15.35

6.185

83.88

86.95

226.7

203.1

16.21

6.596

84.44

87.41

231.1

205.2

17.06

7.050

85.76

89.04

235.4

207.3

17.91

7.533

86.12

89.44

239.7

209.3

18.75

8.082

86.52

89.84

244.0

211.4

19.60

8.688

88.02

91.53

248.2

213.4

20.93

9.666

88.34

91.88

252.4

215.3

22.54

11.03

90.28

94.00

256.6

217.0

24.16

12.55

92.57

96.49

260.7

218.7

25.77

14.13

94.87

98.97

264.8

220.3

27.38

15.83

97.17

101.4

268.8

221.9

29.00

17.65

99.47

103.9

272.9

223.5

30.61

19.59

102.4

107.0

276.9

225.0

32.23

21.6

105.9

110.7

280.8

226.4

33.86

23.62

109.4

114.3

284.7

227.8

35.49

25.59

112.9

117.9

288.6

229.2

37.11

27.90

116.4

121.4

293.0

230.5

38.74

30.11

119.9

124.9

296.0

231.7

40.38

32.26

123.4

128.3

299.7

232.9

42.02

34.41

127.1

131.9

303.7

234.2

43.66

36.61

130.6

135.2

309.9

236.1

45.30

38.88

134.1

138.5

316.9

238.3

46.95

41.16

137.6

141.7

323.9

240.3

48.60

43.46

141.1

144.9

330.6

242.2

50.26

45.65

144.6

148.0

337.3

244.0

51.91

47.84

148.2

151.1

343.8

245.7

53.56

50.03

151.7

154.1

350.2

247.4

Дифференциальная сканирующая калориметрия

315

237.6

815

283.4

1315

295.2

325

240.7

825

283.7

1325

295.6

335

243.8

835

284.2

1335

295.8

345

246.0

845

284.6

1345

296.1

355

249.0

855

284.4

1355

296.1

365

250.9

865

285.5

1365

296.5

375

252.3

875

285.3

1375

296.7

385

253.5

885

285.1

1385

296.9

395

254.6

895

284.9

1395

297.1

405

256.5

905

285.1

1405

296.7

415

257.8

915

285.5

1415

296.1

425

258.9

925

285.8

1425

296.4

435

260.0

935

285.8

1435

296.4

445

261.8

945

286.1

1445

297.1

455

262.8

955

286.2

1455

297.0

465

264.1

965

286.8

1465

298.0

475

265.4

975

286.8

1475

298.0

485

266.2

985

287.1

1485

297.8

495

267.1

995

287.0

1495

298.8

505

268.2

1005

287.8

1505

299.0

515

269.2

1015

288.3

1515

299.0

525

269.7

1025

287.9

1525

298.8

535

270.8

1035

287.6

1535

298.3

545

271.6

1045

288.0

1545

298.2

555

272.2

1055

288.1

1555

298.2

565

272.5

1065

288.2

1565

298.4

575

272.9

1075

287.9

1575

299.4

585

274.0

1085

289.0

1585

299.1

595

274.1

1095

289.4

1595

299.2

605

274.6

1105

290.2

1605

300.8

615

275.0

1115

290.4

1615

300.3

625

276.0

1125

290.6

1625

300.5

635

276.3

1135

291.2

1635

300.4

645

277.4

1145

291.1

1645

300.6

655

278.2

1155

290.7

1655

302.2

665

278.9

1165

290.8

1665

301.8

675

279.4

1175

291.1

1675

302.1

685

279.4

1185

290.6

1685

302.1

695

279.6

1195

290.7

1695

302.3

705

279.8

1205

292.4

1705

301.6

715

280.0

1215

292.0

1715

301.2

725

280.1

1225

292.8

1725

301.6

735

280.4

1235

293.0

1735

302.0

745

281.0

1245

292.0

1745

302.0

755

281.9

1255

292.3

1755

302.7

765

282.0

1265

292.6

1765

303.6

775

282.5

1275

293.7

1775

304.0

785

282.3

1285

293.7

1785

304.0

795

283.4

1295

294.1

1795

304.0

805

283.8

1305

295.0

1805

303.9

 

Экспериментальные данные экстраполировали к 0 K и сглаживали полиномом 6 степени в области 0–35 K. Для аппроксимации теплоемкости в интервале температур 20–1800 K применили программу CpFit [10, 11]. Сглаженные значения теплоемкости Cp и термодинамические функции твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 приведены в табл. 2. Параметры использованных для расчетов моделей приведены в табл. 3.

 

Таблица 2. Теплоемкость, энтропия и приращение энтальпии твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 (флюорит)

T, K

Cp, Дж моль–1 K–1

S(T), Дж моль–1 K–1

H(T) – H(0 K), Дж моль–1

1

0.2889 а

0.2601 а

0.1351 а

2

0.6670 а

0.5725 а

0.6074 а

3

1.096

0.9229

1.486

4

1.547

1.300

2.806

5

1.999

1.693

4.579

6

2.439

2.097

6.800

7

2.861

2.505

9.451

8

3.263

2.913

12.51

9

3.646

3.320

15.97

10

4.016

3.723

19.80

12

4.748

4.520

28.56

14

5.533

5.310

38.83

16

6.449

6.106

50.78

18

7.561

6.928

64.75

20

8.913

7.792

81.19

25

13.38

10.23

136.3

30

19.05

13.16

216.8

35

25.49

16.57

328.1

40

32.04

20.40

471.9

45

38.58

24.56

648.5

50

45.08

28.96

857.6

55

51.56

33.56

1099

60

57.98

38.32

1373

65

64.32

43.21

1679

70

70.55

48.21

2016

75

76.64

53.28

2384

80

82.59

58.42

2782

85

88.38

63.60

3210

90

94.02

68.81

3666

95

99.51

74.04

4150

100

104.9

79.28

4661

110

115.2

89.77

5762

120

125.1

100.2

6963

130

134.5

110.6

8262

140

143.6

120.9

9653

150

152.2

131.1

11130

160

160.3

141.2

12690

170

168.0

151.1

14340

180

175.3

161.0

16050

190

182.2

170.6

17840

200

188.6

180.1

19700

210

194.6

189.5

21610

220

200.2

198.7

23590

230

205.4

207.7

25610

240

210.3

216.5

27690

250

214.8

225.2

29820

260

219.0

233.7

32000

270

223.0

242.1

34200

280

226.6

250.2

36450

290

230.1

258.2

38730

298.15

232.7

264.7

40620

300

233.3

266.1

41050

310

236.2

273.8

43390

320

239.0

281.3

45770

330

241.6

288.7

48170

340

244.0

296.0

50600

350

246.3

303.1

53050

400

255.7

336.6

65620

450

262.6

367.2

78580

500

267.8

395.1

91840

550

271.8

420.8

105300

600

274.9

444.6

119000

650

277.5

466.7

132800

700

279.6

487.4

146700

750

281.3

506.7

160800

800

282.9

524.9

174900

850

284.2

542.1

189100

900

285.5

558.4

203300

950

286.6

573.8

217600

1000

287.8

588.6

232000

1100

289.9

616.1

260800

1200

292.0

641.4

289900

1300

294.1

664.9

319200

1400

296.2

686.8

348800

1500

298.2

707.3

378500

1600

300.2

726.6

408400

1700

302.1

744.8

438500

1800

303.9

762.1

468800

а Курсивом приведены расчетные значения.

 

Таблица 3. Параметры сглаживающих моделей для теплоемкости Tm2O3‧2HfO2

0–35 K,

Cp = ΣAiT i

i

Ai

1

0.2286

2

0.06907

3

–0.009308

4

0.0005281

5

–0.00001259

6

0.0000001090

20–1800 K, CpFit

Cp(T) = 3RΣαi[(θi/T)2eθi /T / (eθi /T – 1)2]

(R – универсальная газовая постоянная, αi и θi – варьируемые параметры)

i

αi

Δ(αi)а

s(αi)б

θi, K

Δ(θi)а, K

s(θi)б, K

1

0.2490

0.01767

0.008979

20.31

1.606

0.8163

2

4.000

0.1342

0.06821

338.8

15.55

7.905

3

2.516

0.1787

0.09081

140.7

4.947

2.514

4

4.969

0.2081

0.1058

748.5

12.412

6.308

5

1.713

0.1377

0.07000

7119

264.1

134.2

а Δ(ji) – 95% доверительный интервал. б s(ji) – стандартное отклонение для параметров ji.

 

Наиболее интересные результаты получены в области гелиевых температур (2–37 K) (рис. 4). Теплоемкость Tm2O3‧2HfO2 представлена по результатам измерений релаксационной (кривая 1) и адиабатической (кривая 2) калориметрии, для сравнения там же приведены теплоемкости твердых растворов парамагнитного Dy2O3‧2HfO2 (кривая 3) [12] и диамагнитного Lu2O3‧2HfO2 (кривая 4) [13]. Измеренная теплоемкость Tm2O3‧2HfO2 в интервале температур 5–37 K превышает теплоемкость Dy2O3‧2HfO2 (кривая 3). Вместе с тем, ниже 5 K в поведении теплоемкости Tm2O3‧2HfO2 отсутствуют признаки существования нисходящей ветви магнитного перехода, наблюдаемого у остальных соединений и твердых растворов двойных оксидов гафния (циркония) и лантаноидов до температур 15–20 K. Исключение составляют диамагнитные соединения лантана и лютеция, а также европия, чей угловой момент электронов, как известно [14], равен нулю. Возможно, что для Tm2O3‧2HfO2 наблюдается аналогия с соединениями европия. К сожалению, в настоящее время отсутствуют экспериментальные данные о существовании аномалии у Tm2O3‧2HfO2 в области 0–2.5 K, поэтому выполненные экстраполяция теплоемкости к 0 K и расчеты термодинамических функций проведены в предположении отсутствия магнитных превращений в интервале 0–2.5 K. Наличие магнитного превращения в этой температурной области окажет незначительное влияние на приращение энтальпии, которое уже при температуре 298 K будет сравнимо с экспериментальными погрешностями. Между тем, значение энтропии в результате магнитного превращения при образовании спинового льда или антиферромагнитного упорядочения спинов составит довольно заметную величину от Smag = 2R[ln2 – 0.5ln(3/2)] = 8.2 Дж моль–1 K–1 до Smag = 2Rln2 = 11.52 Дж моль–1K–1 [15], которая окажет значительное влияние на расчеты свободной энергии Гиббса при моделировании равновесий. Другой особенностью поведения теплоемкости твердого раствора является то, что экспериментальная теплоемкость Tm2O3‧2HfO2 выше температуры 5K превышает не только теплоемкость Lu2O3‧2HfO2 (рис. 4, кривая 3), но и Dy2O3‧2HfO2 (рис. 4 кривая 4), хотя лантаноидное сжатие, приводящее к уменьшению объема элементарной ячейки, должно приводить к соотношению Cp(Dy2O3‧2HfO2) > Cp(Tm2O3‧2HfO2) > Cp(Lu2O3‧ ‧ 2HfO2) [16]. Наблюдаемая инверсия для первых двух членов неравенства, а именно Cp(Tm2O3‧2HfO2) > Cp(Dy2O3‧2HfO2) > Cp(Lu2O3‧ ‧2HfO2), свидетельствует об аномальном вкладе в теплоемкость так называемой “аномалии Шоттки” [17]. Аномальное повышение теплоемкости возникает за счет заселения 4f-электронами энергетических уровней, расщепленных под действием кристаллического поля (эффект Штарка). Заселение более высоких энергетических уровней происходит постепенно, по мере возрастания температуры. В отличие от магнитных превращений, наблюдаемых у соединений лантаноидов в достаточно узком интервале низких температур (0–15 K), аномалия Шоттки проявляется во всей температурной области существования этих соединений.

 

Рис. 4. Молярная теплоемкость твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 в области температур 0–37 K по результатам релаксационной (1) и адиабатической (2) калориметрии; теплоемкости твердых растворов Lu2O3‧2HfO2 (3) [13] и Dy2O3‧2HfO2 (4) [12].

 

Величина вклада аномалии Шоттки может быть рассчитана из спектроскопических данных [17]:

Cv /R = Σi gi(Ei /kT)2e(–Ei /kT)/Q – {Σi gi(Ei /kT)e(–Ei /kT)/Q}2, (1)

где Ei – энергии штарковских уровней с кратностью вырождения gi; T – абсолютная температура, k – константа Больцмана, Q = ∑gie(–Ei /kT) – статистическая сумма.

При отсутствии таких данных для полуколичественной оценки теплоемкости аномалии Шоттки можно принять, что решеточная теплоемкость Tm2O3‧2HfO2 мало отличается от теплоемкости Lu2O3‧2HfO2. Согласно модели Веструма [16] решеточная теплоемкость Tm2O3‧2HfO2 по величине должна располагаться между кривыми 3 и 4 (рис. 4). Расчетная разность молярных теплоемкостей:

ΔСp= Сp(Tm2O3‧2HfO2) –Сp(Lu2O3‧2HfO2) (2)

для области температур 0–300 K приведена на рис. 5. Определять вид аномалии при температурах выше 300 K не имеет смысла из-за высокой погрешности метода ДСК, применяемого для измерений теплоемкости в интервале 300–1800 K.

 

Рис. 5. Разность теплоемкостей твердых растворов Tm2O3‧2HfO2 (данная работа) и Lu2O3‧2HfO2 [13].

 

Из рис. 5 видно, что аномальная теплоемкость Шоттки достигает максимума ~17 Дж моль–1 K–1 при температуре 200 K. Следует отметить, что такой вид кривой аномальной теплоемкости согласуется со спектральными данными для иона Tm+3 в фосфатах лантаноидов, в штарковском уровне 3H6 которых присутствует целый набор частот от низких (порядка 30 см–1, приводящие к максимуму теплоемкости около 20 K), так и более высоких (до 300 см–1, максимум теплоемкости для которых расположен около 180 K) [18].

Высокотемпературная теплоемкость твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 для удобства расчетов может быть представлена в виде уравнения Майера–Келли:

Cp (Дж моль–1 K–1) =270.8 +

+ 0.0246521T – 3642449.2/T 2, (3)

R2 = 0.9978.

На рис. 6 представлена экспериментальная теплоемкость твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 в области температур 300–1800 K в сравнении с расчетной зависимостью, аддитивно полученной из теплоемкостей простых оксидов Tm2O3 [19] и HfO2 [20].

 

Рис. 6. Высокотемпературная теплоемкость твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 (1) и модельный расчет (2) из теплоемкостей простых оксидов Tm2O3 [19] и HfO2 [20], сглаженная теплоемкость (3) (табл. 2).

 

В изученном температурном диапазоне модельные значения теплоемкости находятся практически в доверительном интервале экспериментальных данных, но расположены выше, и при экстраполяции в область более высоких температур могут внести существенные искажения в расчетные данные.

Представленные данные по теплоемкости и термодинамическим функциям твердого раствора Tm2O3‧2HfO2 получены впервые и могут быть использованы при разработке высокотемпературных материалов на его основе, оценке химической стойкости в условиях контакта с агрессивным окружением и термодинамическом моделировании фазовых равновесий в широком температурном диапазоне.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Исследование выполнено с использованием оборудования ЦКП ФМИ ИОНХ РАН.

ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТЫ

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 18-13-00025, https://rscf.ru/project/18-13-00025/).

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

Авторы заявляют, что у них нет конфликта интересов.

×

About the authors

А. V. Guskov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: guskov@igic.ras.ru
Russian Federation, 119991, Moscow

P. G. Gagarin

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: guskov@igic.ras.ru
Russian Federation, 119991, Moscow

V. N. Guskov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: guskov@igic.ras.ru
Russian Federation, 119991, Moscow

А. V. Khoroshilov

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: guskov@igic.ras.ru
Russian Federation, 119991, Moscow

K. S. Gavrichev

Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: guskov@igic.ras.ru
Russian Federation, 119991, Moscow

References

  1. Шевченко А.В., Лопато Л.М., Кирьякова И.Е. // Изв. АН СССР. Неорган. матер. 1984. Т. 20. С. 1991–1996.
  2. Andrievskaya E.R. // J. Europ. Ceram. Soc. 2008. V. 28. P. 2363–2388. https://doi.org/10.1016/jeurceramsoc.2008.01.009
  3. Duran P., Pascual C.J. // Mater. Sci. 1984. V. 19. P. 1178–1184. https://doi.org/10.1007/bf01120027
  4. Trubelja M.F., Stubican V.S. // J. Am. Ceram. Soc. 1988. V. 71. P. 662–666. https://doi.org/10.1111/j.1151–2916.1988.tb06385.x
  5. Yokokawa H., Sakai N., Kawada T., Dokiy M.J. // Am. Ceram. Soc. 1990. V. 73. P. 649–658. htps://doi.org/10.1111/j.1151–2916.1990.tb06567.x
  6. Subramanian M.A., Aravamudan G., Subba Rao G.V. // Prog. Solid State Chem. 1983. V. 15. P. 55–143. htts://doi.org/10.1016/0079–6786(83)90001–8
  7. Banchard P.E.R., Liu S., Kennedy B.J., Ling C.D., Avdeev M., Aitken J.B., Cowie B.C.C., Tadich A.J. // Phys. Chem. C. 2013. V. 117. P. 2266–2273. https://doi.org/10.1021/jp311329q
  8. Gagarin P.G., Guskov A.V., Guskov V.N., Tyurin A.V., Khoroshilov A.V., Gavrichev K.S. // Ceram. Int. 2021. V. 47. P. 2892–2896. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.09.072
  9. Портной К.И., Тимофеева Н.И., Салибеков С.Е., Романович И.В. // Изв. АН СССР. Неорган. матер. 1970. Т. 6. С. 91–95.
  10. Voskov A.L., Kutsenok I.B., Voronin G.F. // Calphad. 2018. V. 61. P. 50–61. https//doi.org/10.1016/j.calphad.2018.02.001
  11. Voronin G.F., Kutsenok I.B. // J. Chem. Eng. Data. 2013. V. 58. P. 2083–2094. https:/doi.org/10.1021/je400316m
  12. Гуськов А.В., Гагарин П.Г., Гуськов В.Н., Тюрин А.В., Гавричев К.С. // ЖФХ. 2022. Т. 96. С. 1230–1239. https:/doi.org/31857.S0044445372209014X
  13. Гуськов А.В., Гагарин П.Г., Гуськов В.Н., Тюрин А.В., Гавричев К.С. // Докл. РАН. Химия, науки о материалах. 2021. Т. 498. С. 83–87. https://doi.org/31857.S2686953521050083
  14. Tari A. The specific heat of matter at low temperatures. London, Imperial College Press, 2003. 211 p. https://oi.org/10.1142/9781860949395_0006
  15. Zhou H.D., Wiebe C.R., Janik J.A., Balicas L., Yo Y.J., Qiu Y., Copley J.R.D., Gardner J.S. // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 101. 227204. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.227204
  16. Westrum E.F. Jr. // J. Therm. Anal. 1985. V. 30. P. 1209–1215. https://doi.org/10.1007/BF01914288
  17. Chirico R.D., Westrum E.F. Jr. // J. Chem. Thermodyn. 1980. V. 12. P. 71–85. https://di.org/10.1016/0021–9614(80)90118–4
  18. Ji Y., Beridze G., Bosbach D., Kowalski P.M. // J. Nucl. Mater. 2017. V. 494. P. 172–181. http://dx.doi.org/10.1016/j.jnucmat.2017.07.026
  19. Konings R.J.M., Beneš O., Kovács A., Manara D., Sedmidubský D., Gorokhov L., Iorish V.S., Yungman V., Shenyavskaya E., Osina E.J. // Phys. Chem. Refer. Data. 2014. V. 43. 013101. https://doi.org/10.1063/1.4825256
  20. Pankratz L.B. Thermodynamic properties of elements and oxides. Washington, D.C., U.S. Dept. of the Interior, Bureau of Mines, 1982. V. 672. 509 p.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Diffractogram of a Tm2O3-2HfO2 solid solution sample, structural type Fm3m, a = 5.170(7) Å, CuKa radiation, λ = 1.5418 Å.

Download (56KB)
3. Fig. 2. Morphology of the surface of a sample of Tm2O3-2HfO2 solid solution (fluorite).

Download (261KB)
4. Fig. 3. Experimental heat capacity of a Tm2O3–2HfO2 solid solution based on the results of relaxation (1), adiabatic (2) and differential scanning (3) calorimetry; low temperature regions (0-27 K) and data docking of adiabatic and differential scanning calorimetry (320-360 K) are shown in the insets.

Download (165KB)
5. Fig. 4. Molar heat capacity of a solid solution Tm2O3-2HfO2 in the temperature range 0-37 K according to the results of relaxation (1) and adiabatic (2) calorimetry; heat capacity of solid solutions Lu2O3-2HfO2 (3) [13] and Dy2O3-2HfO2 (4) [12].

Download (69KB)
6. Fig. 5. The difference in the heat capacities of solid solutions Tm2O3-2HfO2 (this work) and Lu2O3-2HfO2 [13].

Download (63KB)
7. Fig. 6. High-temperature heat capacity of Tm2O3-2HfO2 solid solution (1) and model calculation (2) from the heat capacities of simple oxides Tm2O3 [19] and HfO2 [20], smoothed heat capacity (3) (Table 2).

Download (74KB)

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».