Особенности синтеза гексаалюмината празеодима-магния PrMgAl11O19 со структурой магнетоплюмбита

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Гексаалюминаты РЗЭ-магния со структурой магнетоплюмбита рассматриваются в качестве потенциальных кандидатов на роль термобарьерных покрытий. Однако синтез однофазных образцов сопряжен с определенными трудностями. В настоящей работе сопоставлены особенности получения PrMgAl11O19 методами осаждения и цитратного золь-гель синтеза. По результатам термического анализа прекурсоров проведен постадийный отжиг образцов с последующим рентгенофазовым анализом продукта. Показано, что оптимальным условием получения однофазного гексаалюмината PrMgAl11O19 является длительный отжиг таблетированных прекурсоров, полученных золь-гель методом, при температуре 1600°C. Термодинамическая оценка возможных реакций образования гексаалюмината празеодима-магния из оксидов подтвердила разложение PrMgAl11O19 при температурах >1700°C.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. А. Рюмин

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: gagarin@igic.ras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

Г. Е. Никифорова

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: gagarin@igic.ras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

П. Г. Гагарин

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gagarin@igic.ras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

О. Н. Кондратьева

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: gagarin@igic.ras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

К. С. Гавричев

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: gagarin@igic.ras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

Список литературы

  1. Padture N.P., Gell M., Jordan E.H. // Science. 2002. V. 296. № 5566. P. 280. https://doi.org/10.1126/science.1068609
  2. Xueqiang C.A.O. // J. Mater. Sci. Technol. 2007. V. 23. № 1. P. 15. https://www.jmst.org/EN/Y2007/V23/I01/15
  3. Clarke D.R., Phillpot S.R. // Mater. Today. 2005. V. 8. № 6. P. 22. https://doi.org/10.1016/S1369-7021(05)70934-2
  4. Gleeson B. // J. Propulsion Power. 2006 V. 22. № 23. P. 75. https://doi.org/10.2514/1.20734
  5. Seraffon M., Simms N.J., Sumner J. et al. // Surf. Coat. Technol. 2011. V. 206. № 7. P. 1529. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2011.06.023
  6. Vassen R., Cao X., Tietz F. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2000. V. 83. № 8. P. 2023. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2000.tb01506.x
  7. Drexler J.M., Gledhill A.D., Shinoda K. et al. // Adv. Mater. 2011. V. 23. № 21. P. 2419. https://doi.org/10.1002/adma.201004783
  8. Ma W., Mack D.E., Vaßen R. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2008. V. 91. № 8. P. 2630. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2008.02472.x
  9. Bansal N.P., Zhu D.M. // Surf. Coat. Technol. 2008. V. 202. № 12. P. 2698. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2007.09.048
  10. Choi S.R., Bansal N.P., Zhu D.M. // Ceram. Eng. Sci. Proc. 2005. V. 26. P. 11. https://doi.org/10.1002/9780470291238.ch2
  11. Haoran L., Chang-An W., Chenguang Zh. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2015. V. 35. № 4. P. 1297. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2014.10.030
  12. Li X., Deng Z., Zhao H. et al. // Surf. Coat. Technol. 2022. V. 440. P. 128490. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2022.128490
  13. Wang Y.H., Ouyang J.H., Liu Z.G. // J. Alloys Compd. 2009. V. 485. P. 734. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.06.068
  14. Chen X., Sun Y., Hu J. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2020. V. 40. № 4. P. 1424. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.12.039
  15. Min X., Fang M., Huang Z. et al. // Mater. Lett. 2014. V. 125. P. 140. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2014.03.171
  16. Min X., Fang M., Huang Z. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2015. V. 98. № 3. P. 788. https://doi.org/10.1111/jace.13346
  17. Tian M., Wang X.D., Zhang T. // Catal. Sci. Technol. 2016. V. 6. № 7. P. 1984. https://doi.org/10.1039/C5CY02077H
  18. Sun J., Wang J., Hui Y. et al. // Ceram. Int. 2020. V. 46. № 4. P. 4174. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.10.135
  19. Wang Y.H., Ouyang J.H., Liu Z.G. // Mater. Design. 2010. V. 31. № 7. P. 3353. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2010.01.058
  20. Wang C.A., Lu H., Huang Z. et al. // J. Am. Ceram. Soc. 2018. V. 101. № 3. P. 1095. https://doi.org/10.1111/jace.15285
  21. Bhattacharya I.N., Das S.C., Mukherjee P.S. et al. // Scand. J. Metall. 2004. V. 33. № 4. P. 211. https://doi.org/10.1111/j.1600-0692.2004.00686.x
  22. Sokovnin S.Y., Il’ves V.G. // Nanotechnologies Russ. 2013. V. 8. № 3. P. 220. https://doi.org/10.1134/S1995078013020171
  23. Gagarin P.G., Guskov A.V., Guskov V.N. // Russ. J. Inorg. Chem. 2023. V. 68. № 11. P. 1599. https://doi.org/10.31857/S0044457X23601062 [Гагарин П.Г., Гуськов А.В., Гуськов В.Н. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 68. № 11. С. 1607.]
  24. Kahn A., Lejus A.M., Madsac M. et al. // J. Appl. Phys. 1981. V. 52. № 11. P. 6864. https://doi.org/10.1063/1.328680
  25. Ma Z., Zheng S., Chen Y. et al. // Phys. Rev. B. 2024. V. 109. № 16. P. 165143. https://doi.org/10.1103/physrevb.109.165143
  26. Cao Y., Bu H., Fu Z. et al. // Mater. Futures. 2024. V. 3. № 3. P. 035201. https://doi.org/10.1088/2752-5724/ad4a93
  27. Zhu R.X., Liu Z.G., Ouyang J.H. et al. // Ceram. Int. 2013. V. 39. № 8. P. 8841. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2013.04.073
  28. Robie R.A., Hemingway B.S., Fisher J.R. // US Geol. Surv. Bull. 1978. № 1452. P. 364. https://doi.org/10.1021/cm201964r
  29. Gruber J.B., Justice B.H., Westrum Jr E.F. et al. // J. Chem. Thermodyn. 2002. V. 34. № 4. P. 457. https://doi.org/10.1006/jcht.2001.0860
  30. Zhang Y., Navrotsky A. // J. Non-Cryst. Solids. 2004. V. 341. P. 141. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2004.04.027.
  31. Tachibana M., Fritsch K., Gaulin B.D. // Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2014. V. 89. № 17. P. 174106. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.89.174106.
  32. Glasser L. // Chem. Thermodyn. Therm. Anal. 2022. V. 7. P. 100069. https://doi.org/10.1016/j.ctta.2022.100069
  33. Gagarin P.G., Guskov A.V., Guskov V.N. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2024. Т. 69. № 10. P. 1532. https://10.1134/S0036023624602186 [Гагарин П.Г., Гуськов А.В., Гуськов В.Н. и др. // Журн. неорган. химии. 2024. Т. 69. № 10. С. 1424. https://doi.org/10.31857/S0044457X24100081 ]

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Температурные зависимости теплового потока и изменения массы прекурсора PrMgAl11O19, полученного методом осаждения.

Скачать (39KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограммы прекурсора PrMgAl11O19, полученного методом осаждения и отожженного при 600 (1), 1000 (2), 1300 (3), 1400 (4), 1500 (5), 1600 (6) и 1700°C (7). P – PrAlO3 (перовскит), S – MgAl2O4 (шпинель), С – a-Al2O3 (корунд), O – Pr6O11, γ – γ-Al2O3. Необозначенные пики относятся к фазе PrMgAl11O19 со структурой магнетоплюмбита.

Скачать (67KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Результаты термического и термогравиметрического анализа прекурсора PrMgAl11O19, полученного золь-гель методом.

Скачать (32KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Дифрактограммы прекурсора PrMgAl11O19, полученного золь-гель методом и отожженного при 1000 (1), 1500 (2), 1600 (3) и 1700°C (4). P – PrAlO3 (перовскит), S – MgAl2O4 (шпинель). Необозначенные пики относятся к фазе PrMgAl11O19 со структурой магнетоплюмбита.

Скачать (44KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Дифрактограмма PrMgAl11O19.

Скачать (60KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Микрофотография гексаалюмината празеодима магния, полученного золь-гель методом синтеза и отожженного при температуре 1600°C.

Скачать (197KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Температурные зависимости энергии Гиббса реакций образования PrMgAl11O19. 1–4 – номера реакций (см. в тексте).

Скачать (23KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025