Редкоземельные металлы и их полуторные оксиды
Рефераты >> Химия >> Редкоземельные металлы и их полуторные оксиды

В работе Рота и Шнайдера [4] высказывалось предположение о зависимости верхней температуры устойчивости С-форм от исходных материалов. По их мнению, переход структуры из С-типа в А- или В-тип есть процесс, скорость которого должна завись от степени кристаллизации С-модификации.

Брауэр и Мюллер [22] исследовали влияние условий образования на полиморфизм полуторных оксидов самария, европия и гадолиния, а также пытались путем изменения температуры и продолжительности нагревания обратить В-тип структуры в С-тип. В ходе работы использовались реактивы высокой чистоты, содержащие 99.8—99.9% основного соединения. Исходными веществами служили гидрооксиды, нитраты, карбонаты и оксалаты указанных выше элементов. Их разлагали путем нагревания в высоком вакууме (10-5 атм.) при температуре 600°. В дальнейшем обжиги проводились при температурах вплоть до 1000° в вакуумной печи, при более высокой температуре — на воздухе. Выдержки при высоких температурах составляли 30—100 часов и при средних температурах 100—300 часов, а иногда даже более 1200 часов. Охлаждение образцов и дальнейшее их исследование проводилось в атмосфере сухого азота. В ходе исследования проводился рентгенографический анализ, определялись плотность и изменение веса. После этого образец снова подвергался нагреванию.

Было показано, что превращение С→В протекает очень медленно даже при относительно высоких температурах (1200°). Не было замечено никакого намека на обратное превращение В→С. Авторы пытались осуществить этот переход путем различных мероприятий. Например, пробу С-формы Gd2O3 очень непродолжительное время нагревали при 1400°, с тем чтобы образовалось около 20% В-Gd2O3, затем образец прокаливали 200—500 часов при 1250, 1200 и 1000°, т. е. при температурах относительной устойчивости С-формы. Однако нагревание В-формы с зародышами С-формы не привело к какому-либо изменению в составе фаз. Никаких следов В→С-превращения не было обнаружено и после прокаливания в течение 250 часов при 1050° (в высоком вакууме) смеси В-формы Gd2O3 с 10% СаС12, использованного в качестве минерализатора.

Из опытов следует, что при нагревании на воздухе или в вакууме не существует строго определенной температуры превращения С-формы в В-форму, а наблюдается только интервал температур, в пределах которого происходит превращение. Ширина интервала и его положение сильно зависит от предыстории образца.

Шиес [1] обращал также внимание на то, что при превращении С-формы в В-форму происходит не только увеличение плотности образцов, но и изменение их веса. Так, оксид европия, полученный при 800° из оксалата, проявляет тенденцию к потере веса и увеличению плотности во время дальнейшего нагревания при 13000 как в кислороде, так и в водороде (таб. 4).

Таблица 4. Изменение веса и плотности окиси европия при нагревании

Температура, °С

Время, часы

Атмосфера

Потеря веса, % от веса сухого оксалата

Плотность, г/см3

800

1300

1300

3

3

3

O2

O2

H2

45.9

46.8

46.4

7.45

8.03

7.98

Нами было проведено изучение поведения оксидов различных редкоземельных элементов, в том числе европия при их нагревании [20] (в том числе и термогравиметрические измерения при давлении кислорода около 0.1 мм рт. ст.).

Таблица 5. Влияние газовой среды на температуру фазовых переходов (Исходный материал — С-форма оксида, время нагревания — 2 часа)

Т, °С

Газовая

       
 

среда

Nd2O3

Sm2О3

Еu203

Gd2O3

700

Водород

C

С

C

C

800

Кислород

C

С

C

С

 

Водород

А + С

С

C

C

900

Кислород

А + С

С

C

C

 

Водород Кислород

А

C

C

C

   

А

C

C

C

950

Водород

А

C

C

C

1000

Кислород

А

C

C

C

 

Водород

А

C

C

C

 

Кислород

А

C

C

C

1050

Водород

А

B

C

C

 

Кислород

А

B

C

C

1100

Водород

А

B

C

C

 

Кислород

А

B

C

C

1150

Водород

А

B

В (С)

C

 

Кислород

А

B

B

C

1250

Водород

А

B

B

C>B

 

Кислород

А

B

B

C + B

1300

Кислород

А

B

B

B


Страница: