Исследование процессов формирования твердых растворов замещения на основе алюминатов гадолиния и иттрия со структурой перовскита

В настоящее время большой интерес представляют соединения со структурой перовскита, что обусловлено особенностями их строения. Перовскиты имеют общую формулу ABX3 и обладают каркасным строением. Каркас состоит из октаэдров BX6, соединенных между собой вершинами, а додекаэдрические полости, образованные этими октаэдрами, заполняются ионами A. Благодаря такому строению легко происходят изоморфные замещения в позиции A. Это дает возможность разрабатывать материалы с новыми свойствами. Данная работа посвящена исследованию процессов формирования кристаллической структуры твердых растворов на основе алюминатов иттрия и гадолиния со структурой перовскита состава GdxY(1-x)AlO3, где x = 1; 0,875; 0,75; 0,625; 0,5; 0,25; 0. Получение ортоалюмината гадолиния и иттрия и твердых растворов на их основе проводили нитрат-цитратным золь-гель методом. В работе методами термического и рентгенофазового анализа была определена оптимальная температура отжига, необходимая для получения индивидуального ортоалюмината гадолиния. Фазообразование исследовали методом рентгенофазового анализа и выяснили, что при получении ортоалюмината гадолиния образуется однофазный алюминат гадолиния GdAlO3 со структурой перовскита (пр. гр. Pbnm), твердые растворы в данных условиях образуются только при соотношении Gd3+:Y3+ = 87,5:12,5 и Gd3+:Y3+ = 75:25, при дальнейшем увеличении концентрации иттрия происходит образование многофазных систем. По смещению дифракционных максимумов, указывающему на изменение параметров элементарной ячейки, и результатам микрорентгеноспектрального анализа подтвердили образование твердых растворов. По результатам РФА после уточнения по методу Ритвельда были получены кристаллографические данные, на основании которых построены структуры твердых растворов в программе Vesta. Были рассчитаны параметры полиэдров, которые показали, что введение иона иттрия в структуру ортоалюмината гадолиния приводит к увеличению объема полиэдра. Также показано влияние введения иттрия на каркасную систему. Методом Вильямсона-Холла с использованием приближения Лоренца рассчитаны ОКР и значения микронапряжений для полученных твердых растворов и выявлено, что величины ОКР и микронапряжений для всех твердых растворов имеют близкие значения. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ключевые слова

Авторы

Ссылки