Исследование фазообразования в системе CaO–MgO–Al₂O₃ | Вестник Томского государственного университета. Химия. 2025. № 40. DOI: 10.17223/24135542/40/12

Исследование фазообразования в системе CaO–MgO–Al₂O₃

Значительный интерес к тройной системе CaO–MgO–Al₂O₃ в материаловедении обусловлен уникальным сочетанием функциональных характеристик алюминатов кальция и магния. Особый научный интерес представляет проблема формирования соединения состава CaMgAl₁₀O₁₇. Его стехиометрия логично следует из структурной аналогии с хорошо изученными и широко применяемыми алюминатами бария и стронция (BaMgAl₁₀O₁₇ и SrMgAl₁₀O₁₇), которые демонстрируют высокую эффективность в качестве матриц для люминофоров. В научной литературе встречаются отдельные указания на возможность синтеза данного соединения, однако надежные данные, однозначно подтверждающие его стабильное существование, в настоящее время отсутствуют. В данной работе синтез алюмината кальция-магния осуществляли методом горения растворов с последующим отжигом в интервале температур 550-1 300°C. Для анализа продуктов синтеза использовали термический анализ, ИК-спектроскопию и рентгенофазовый анализ с полнопрофильным уточнением методом Ритвельда. Установлено, что в исследованных условиях целевое соединение CaMgAl₁₀O₁₇ не образуется в качестве термодинамически стабильной фазы. Основными продуктами высокотемпературного отжига являются гексаалюминат кальция (CaAl₁₂O₁₉), алюминат магния (MgAl₂O₄) и диалюминат кальция (CaAl₄O₇). Доля предполагаемой фазы алюмината кальция-магния не превышает 6%. Вклад авторов: все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 1

Ключевые слова

метод горения растворов, алюминат кальция-магния, фазобразование

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Селюнина Лилия Александровна	Томский государственный университет	кандидат химических наук, доцент кафедры неорганической химии химического факультета	selyuninaLA@mail.ru
Мишенина Людмила Николаевна	Томский государственный университет	кандидат химических наук, доцент	lnmishenina@gmail.com
Пицан Анастасия Павловна	Томский государственный университет	магистрант	nastyapican@yandex.ru
Ботвина Татьяна Михайловна	Томский государственный университет	кандидат химических наук, младший научный сотрудник отдела «Новые материалы для электротехнической и химической промышленности», доцент кафедры неорганической химии химического факультета	shaldyata@mail.ru

Всего: 4

Ссылки

Shahraki A. et al. Performance improvement of MgO-CaO refractories by the addition of nano-sized AkO3 // Materials Chemistry and Physics. 2017. Vol. 198. P. 354-359.

Krasnyanskaya I.A. et al. Mechanism of MgO-C refractories corrosion interacting with CaO-MgO-Al2O3-SiO2-FeO slags // CIS Iron and Steel Review. 2024. Vol. 27. P. 20-30.

Pawade V.B., Dhoble S.J. Blue emission in Eu2+ activated MgXAlwOn (X = Sr, Ca) phos phors // Optik - Int. J. Light Electron Opt. 2012. Vol. 123. P. 1879-1883.

Anupam S. et al. Synthesis, characterization and optical properties of Ce3+ activated CaMgAlwO17 phosphor // AIP Conf. Proc. 2014. Vol. 1591 (1). P. 1746-1747.

Gavrilenko E.A. et al. Study of Calcium Magnesium Aluminate CaMgAl10O17 Formation // Key Engineering Materials. 2016. Vol. 670. P. 162-167.

Zhou Yu. et al. Design of Highly Efficient Deep-red Emission in Mn4+ Doped New-Type Structure CaMgAlwO17 for Plant Growth LED Light // Dalton Transactions. 2021. Vol. 50. P. 11793-11803.

Yifeng Y. et al. Deep-red emission in Mn4+ activated CaMgAlioOi7 phosphor and enhanced optical photoluminescence by charge compensator of Mg2+ // Optical Materials. 2022. Vol. 132. Art. 112818.

Yerojwar R.M. et al. Synthesis and photoluminescence properties of CaMgAl10On:Sm3+ phosphor for n-UV solid-state lighting // Journal of Optics. 2024. Vol. 53. P. 4423-4428.

Rankin G.A. et al. The Ternary System CaO-AkO3-MgO // J. Amer. Chem. Soc. 1916. Vol. 38. P. 568-588.

Welch J.H. Ternary Compound Formation in the System CaO-AkO3-MgO // Nature. 1961. Vol. 191. P. 559-560.

Gobbels M. et al. The Al-Rich Part of the System CaO-Al2O3-MgO. Part I. Phase Relationships // J. Solid State Chem. 1995. Vol. 120. P. 358-363.

Iyi N. et. al. The Al-Rich Part of the System CaO-AkO3-MgO. Part II. Structure Refinement of Two New Magnetoplumbite - Related Phases // J. Solid State Chem. 1995. Vol. 120. P. 364-371.

Логвинков С.М. и др. Экспериментальная проверка стабильности тройного соединения Ca3MgAl4O10 и триангуляции системы CaO-MgO-AkO3 // Огнеупорные материалы. 2007. № 3. С. 14-18.

Thomas J.O. et. al. The relationship between structure and ionic conductivity in divalent beta-aluminas // Solid State Ionics. 1983. Vol. 9. P. 301-306.

Yi Wu et al. Crystal structure, vibrational spectroscopy, and microwave dielectric properties of CaAl4O7 ceramics with low permittivity // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2020. Vol. 31. P. 4520-4526.

Sibel O. et al. Development of high luminous efficacy red-emitting CaAl12O19:Mn phosphor using Al- and K-doped ZnO NWs/CFs // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2023. Vol. 34 (16). Art. 1267.

Goliev E.V. Infrared reflection and transmission spectra of MgAl2O4 ceramic spinel // Journal of Applied Spectroscopy. 2020. Vol. 87 (3). P. 471-475.

Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. 2-е изд. М. : Химия, 1978. 392 с.