Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd)
У концентраційній області 0.05 ≤ x ≤ 0.07 встановлено існування твердих розчинів Ba1–xLnxTi1–x /4O3 (Ln = La, Nd), в яких часткове заміщення йонів барію йонами р.з.е. супроводжується утворенням структурних вакансій у підгратці титану. При цьому спостерігається зменшення об’єму елементарної комірки т...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2008
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/16633 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd) / Л.Л. Коваленко, О.В. Овчар, А.Г. Білоус // Украинский химический журнал. — 2008. — Т. 74, № 11. — С. 28-31. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-16633 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-166332013-02-13T02:39:22Z Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd) Коваленко, Л.Л. Овчар, О.В. Білоус, А.Г. Неорганическая и физическая химия У концентраційній області 0.05 ≤ x ≤ 0.07 встановлено існування твердих розчинів Ba1–xLnxTi1–x /4O3 (Ln = La, Nd), в яких часткове заміщення йонів барію йонами р.з.е. супроводжується утворенням структурних вакансій у підгратці титану. При цьому спостерігається зменшення об’єму елементарної комірки та ступеня тетрагональності структури перовскіту. В області існування твердих розчинів Ba1–xLnxTi1–x/4O3 із збільшенням ступеня заміщення (x) спостерігається зниження температури фазового переходу та зростання максимальної величини діелектричної проникності (εmax). При 0.05 ≤ x ≤ 0.07 незалежно від йона р.з.е. перехід у спонтанно поляризований стан відбувається нижче кімнатної температури. При цьому синтезовані матеріали демонструють рекордно високу величину діелектричної проникності ε ≈ 12000—16000 (на частоті 1 МГц) та незначні діелектричні втрати — tgδ ≈ 2—4×10^–1. Исследована структура и свойства твердых растворов Ba1–xLnxTi1–x /4O3 (Ln = La, Nd) при 0.05 ≤ £ x ≤ 0.07. Установлено уменьшение объема элементарной ячейки и степени тетрагональности с ростом x. Показано, что увеличение степени замещения приводит к смещению фазового перехода в область более низких температур. Это сопровождается увеличением максимального значения диэлектрической проницаемости (emax) вблизи фазового перехода. При 0.05 ≤ x ≤ 0.07 независимо от типа р.з.э. переход в спонтанно-поляризованное состояние наблюдается ниже комнатной температуры. В параэлектрической области синтезированные материалы демонстрируют высокие значения диэлектрической проницаемости (ε ≈ 12000—16000 на частоте 1 МГц) и незначительные диэлектрические потери (tgδ ≈ 2—4×10^–1). Structure and properties of solid solutions Ba1–xLnxTi1–x/4O3 (Ln = La, Nd) have been investigated at 0.05 ≤ x ≤ 0.07. Both the unit cell volume and tetragonality factor have been found to decrease with x. An increase in the substitution degree was shown to shift the phase transition towards lower temperatures. This is accompanied by increasing maximum value of permittivity (εmax ) in the vicinity of the phase transition. When 0.05 ≤ x ≤ 0.07 regardless of the rare-earth element the transition to spontaneously polarized state is observed below the room temperature. In the paraelectric state the synthesized materials demonstrate high values of permittivity (ε ≈ 12000—16000 at the frequency of 1 MHz) and low dielectric loss ( tgδ ≈ 2—4×10^–1). 2008 Article Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd) / Л.Л. Коваленко, О.В. Овчар, А.Г. Білоус // Украинский химический журнал. — 2008. — Т. 74, № 11. — С. 28-31. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/16633 501.134.5-537 uk Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия |
| spellingShingle |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Коваленко, Л.Л. Овчар, О.В. Білоус, А.Г. Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd) |
| description |
У концентраційній області 0.05 ≤ x ≤ 0.07 встановлено існування твердих розчинів Ba1–xLnxTi1–x /4O3 (Ln = La, Nd), в яких часткове заміщення йонів барію йонами р.з.е. супроводжується утворенням структурних вакансій у підгратці титану. При цьому спостерігається зменшення об’єму елементарної комірки та ступеня тетрагональності структури перовскіту. В області існування твердих розчинів Ba1–xLnxTi1–x/4O3 із збільшенням ступеня заміщення (x) спостерігається зниження температури фазового переходу та зростання максимальної величини діелектричної проникності (εmax). При 0.05 ≤ x ≤ 0.07 незалежно від йона р.з.е. перехід у спонтанно поляризований стан відбувається нижче кімнатної температури. При цьому синтезовані матеріали демонструють рекордно високу величину діелектричної проникності ε ≈ 12000—16000 (на частоті 1 МГц) та незначні діелектричні втрати — tgδ ≈ 2—4×10^–1. |
| format |
Article |
| author |
Коваленко, Л.Л. Овчар, О.В. Білоус, А.Г. |
| author_facet |
Коваленко, Л.Л. Овчар, О.В. Білоус, А.Г. |
| author_sort |
Коваленко, Л.Л. |
| title |
Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd) |
| title_short |
Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd) |
| title_full |
Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd) |
| title_fullStr |
Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd) |
| title_full_unstemmed |
Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd) |
| title_sort |
вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів ba1–xlnxт1–x/4o3 (ln — la, nd) |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/16633 |
| citation_txt |
Вплив хімічного складу на електрофізичні властивості твердих розчинів Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd) / Л.Л. Коваленко, О.В. Овчар, А.Г. Білоус // Украинский химический журнал. — 2008. — Т. 74, № 11. — С. 28-31. — Бібліогр.: 11 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT kovalenkoll vplivhímíčnogoskladunaelektrofízičnívlastivostítverdihrozčinívba1xlnxt1x4o3lnland AT ovčarov vplivhímíčnogoskladunaelektrofízičnívlastivostítverdihrozčinívba1xlnxt1x4o3lnland AT bílousag vplivhímíčnogoskladunaelektrofízičnívlastivostítverdihrozčinívba1xlnxt1x4o3lnland |
| first_indexed |
2025-07-02T17:53:58Z |
| last_indexed |
2025-07-02T17:53:58Z |
| _version_ |
1836558674905006080 |
| fulltext |
УДК 501.134.5-537
Л.Л. Коваленко, О.В. Овчар, А.Г. Білоус
ВПЛИВ ХІМІЧНОГО СКЛАДУ НА ЕЛЕКТРОФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ
ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ Ba1–xLnxТ1–x/4O3 (Ln — La, Nd)
У концентраційній області 0.05 ≤ x ≤ 0.07 встановлено існування твердих розчинів Ba1–xLnxTi1–x /4O3 (Ln =
La, Nd), в яких часткове заміщення йонів барію йонами р.з.е. супроводжується утворенням структурних
вакансій у підгратці титану. При цьому спостерігається зменшення об’єму елементарної комірки та ступеня
тетрагональності структури перовскіту. В області існування твердих розчинів Ba1–xLnxTi1–x /4O3 із збільшен-
ням ступеня заміщення (x ) спостерігається зниження температури фазового переходу та зростання макси-
мальної величини діелектричної проникності (εmax). При 0.05 ≤ x ≤ 0.07 незалежно від йона р.з.е. перехід у
спонтанно поляризований стан відбувається нижче кімнатної температури. При цьому синтезовані матеріали
демонструють рекордно високу величину діелектричної проникності ε ≈ 12000—16000 (на частоті 1 МГц) та
незначні діелектричні втрати — tgδ ≈ 2—4⋅10–1.
Починаючи з відкриття метатитанату барію
BaTiO3 у 1942 році [1] ця сполука привертає зна-
чний науковий та практичний інтерес. Висока ді-
електрична проникність (ε ≈ 1000—1500), прита-
манна для BaTiO3 [2, 3], зумовлює його широке
використання в якості конденсаторного матеріа-
лу, зокрема для створення багатошарових кера-
мічних конденсаторів (БШКК) високої ємності
[4, 5]. Величина діелектричної проникності при
кімнатній температурі в першу чергу зумовлена
сегентоелектричними характеристиками BaTiO3,
зокрема його температурою Кюрі (ТC), при якій
досягаються максимальні значення ε. Відомо, що
для нелегованого титанату барію ТC становить при-
близно 120 oС [2, 3]. Раніше було показано, що
зміна характеристик матеріалу на основі BaTiO3
можлива при частковому заміщеннi в катіонних
підгратках BaTiO3. Модифікація структури BaTiO3
може призводити до зміщення температури Кю-
рі в область кімнатних температур, що спостері-
гається, наприклад, у твердих розчинах заміщен-
ня типу Ba1–x(Ca,Sr)xTiO3, BaTi1–x(Zr,Sn)xO3 [4, 6].
При цьому досягаються високі величини діелек-
тричної проникності (ε ≈ 5000—8000) [5]. Проте
для практичних застосувань необхідні матеріали
з більшою величиною ε (≥ 10000). Крім того,
синтез матеріалів на основі BaTiO3 пов’язаний з
можливістю часткового відновлення кераміки,
що суттєво знижує її діелектричну проникність
та електроізоляційні властивості [4, 7]. Відновлю-
вані властивості BaTiO3 можна понизити за раху-
нок введення в склад матеріалу легуючих акцеп-
торних добавок, таких як MnO, Cr2O3, CaO [4—
6], або оксидів р.з.е., таких як Y2O3, Ho2O3, La2O3
[7, 8]. В останньому випадку при певному спів-
відношенні концентрації добавок можливе утво-
рення так званої “зернистої” (core-shell) структу-
ри, яка приводить до стабілізації матеріалу. Ав-
торами роботи [8] на прикладі BaTiO3, леговано-
го La2O3, було показано, що часткове заміщення
барію лантаном, яке супроводжується утворен-
ням вакансій у кристалографічних позиціях тита-
ну, може приводити до значного збільшення ве-
личини діелектричної проникності, виміряної при
кімнатній температурі [9]. При цьому спостеріга-
ється майже лінійне зміщення температури Кюрі
в область низьких температур. Високі значення ді-
електричної проникності були отримані авторами
[9] в результаті спікання керамічного матеріалу
в кисневій атмосфері протягом 3 діб. На жаль, в
роботі [9] не приведені дані щодо величини діелек-
тричних втрат (tgδ) частково заміщеного титана-
ту барію, що є вкрай важливе з точки зору пер-
спектив його застосування. Можна також очіку-
вати, що при спіканні кераміки на повітрі буде
спостерігатись часткове відновлення BaTiO3, що
викликатиме певну деградацію його властивос-
тей. Крім того, важливим є дослідження впливу
природи р.з.е. на діелектричні властивості твер-
дих розчинів Ba1–xLnxTi1–x/4O3. Вирішення цього
питання з практичної точки зору дозволить опти-
мізувати хімічний склад матеріалу з метою отри-
мання найвищих значень ε та найнижчих tgδ ра-
зом із найбільш слабою залежністю даних пара-
метрів від температури.
Тому метою даної роботи було дослідження
умов утворення твердих розчинів типу Ba1–xLnx-
Ti1–x/4O3, де Ln = La, Nd, та їх електрофізичних
властивостей (е та tg ) у широкому частотному і
температурному діапазонах.
Тверді розчини Ba1–xLnxTi1–x/4O3, де Ln = La,
Nd, вивчали при x 0.05 та 0.07. Відповідно до да-
них роботи [9] у цій концентраційній області мо-
жна було очікувати отримання матеріалів з най-
© Л .Л . Коваленко, О.В. Овчар, А.Г. Білоус , 2008
28 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2008. Т. 74, № 11
вищим значенням ε. Для синтезу використовува-
ли оксиди (La2O3, Nd2O3, TiO2) та карбонати
(BaCO3) кваліфікації ос.ч. Полікристалічні мате-
ріали синтезували в два етапи: на першому прово-
дили попередню термообробку відповідно зваже-
них та гомогенізованих сумішей, на другому —
шихту після попередньої термообробки повтор-
но гомогенізували та запресовували в заготовки
циліндричної форми з діаметром 5.5 мм та висо-
тою 6—7 мм. Спікання проводили на повітрі при
температурі 1300—1400 oС протягом 8 год. Фазо-
вий склад спечених зразків досліджували за допо-
могою рентгенівського дифракційного аналізу, про-
веденого на дифрактометрі ДРОН -3УМ з викори-
станням CuKα-випромінювання. Діелектричні па-
раметри синтезованих зразків вивчали за допомо-
гою Q-метрів та імпедансної спектроскопії з вико-
ристанням імпедансометру Solartron 1260A та про-
грамного забезпечення Smart.
Відповідно до результатів рентгенівського ди-
фракційного аналізу, незалежно від типу йона
р.з.е., у дослідженій концентраційній області
(0.05 ≤ x ≤ 0.07) утворюються однофазні тверді роз-
чини Ba1–xLaxTi1–x/4O3 — на дифрактограмах
спечених зразків відсутні рентгенівські рефлек-
си додаткових кристалічних фаз (рис. 1). Слід від-
мітити, що порівняно з нелегованим BaTiO3
(файл PDF # 05-0626) при частковому заміщен-
ні барію йонами р.з.е. об’єм елементарної комірки
Ba1–xLaxTi1–x/4O3 зменшується на 2—5 % з 64.5 до
61—62 Ao 3. При цьому збільшення ступеня замі-
щення та зменшення йонного радіуса р.з.е. від La
до Nd демонструє тенденцію до подальшого змен-
шення об’єму елементарної комірки. Проте в
цьому випадку зміни знаходяться на межі інстру-
ментальної похибки. Невелике зменшення об’єму
елементарної комірки, яке спостерігається в твер-
дих розчинах Ba1–xLaxTi1–x/4O3, iмовірно, пов’я-
зане з меншим розміром йонів р.з.е. порівняно із
йонами барію, а також утворенням вакансій у
підгратці титану. Крім того, заміщення барію йо-
нами р.з.е. (La та Nd) приводить до помітного
зменшення ступеня тетрагональності елементар-
ної комірки титанату барію (рис. 1). В усіх дос-
ліджених твердих розчинах на відносно малих
кутах (2Θ = 20—60o) рентгенівські рефлекси прак-
тично співпадають з аналогічними рефлексами ку-
бічного BaTiO3 (# 31-0174), зміщеними на 0.5 гра-
дуса на шкалі 2Θ в напрямку вищих кутів.
Результати дослідження основних діелектри-
чних характеристик (ε та tgδ) в діапазоні частот
від 102 до 107 Гц твердих розчинів Ba1–xLnxTi1–x/4O3
представлені на рис. 2, з якого видно, що для всіх
досліджених складів характерна значна дисперсія
діелектричної проникності. Величина ε змінюєть-
ся від величин ε ≈ 45000—150000 на низьких час-
тотах (102—103 Гц) до 5000—15000 на частоті 106
Гц. Зменшення величини діелектричної проник-
ності з частотою пов’язане із зменшенням частки
релаксаційного вкладу в загальну величину поля-
ризації, що супроводжується появою характерних
максимумів на частотних залежностях тангенса
кута діелектричних втрат (рис. 2) [10]. Слід від-
мітити, що в усіх досліджених твердих розчинах
діелектричні втрати демонструють тенденцію до
подальшого збільшення з частотою, що зумовле-
не перевагою резонансного поляризаційного вкла-
ду (рис. 2). На частоті 1—2⋅106 Гц, незалежно від
хімічного складу досліджених твердих розчинів,
величина їх діелектричних втрат знаходиться в
межах tgδ = 0.05—0.2. При збільшенні ступеня за-
міщення (Ln = La, Nd, x=0.07) діелектричні втра-
ти твердих розчинів суттєво зростають, досягаю-
чи значень tgδ = 0.8—1.0 на частотах, вищих за
106 Гц. Значення ε та tgδ, визначені при кімнатній
температурі на частоті 106 Гц, приведені в табли-
ці. З таблиці та рис. 2 видно, що при рівних кон-
центраціях йонів заміщення (Ln або Nd) у випад-
ку Ln = Nd спостерігаються більш високі значен-
Рис. 1. Рентгенівські дифрактограми, зняті з полікриста-
лічних зразків Ba1–xLnxTi1–x /4O3, спечених при 1400 оС
для Ln = La (1, 3), Ln = Nd (2, 4) при значеннях x=0.05
(1, 2) та x=0.07 (3, 4).
Діелектричні параметри твердих розчинів Ba1–xLnxTi1–x /4O3
при кімнатній температурі на частоті 1 МГц
Склад ε tgδ
Ln = La (x = 0.05) 11000 0.19
Ln = La (x = 0.07) 12000 0.31
Ln = Nd (x = 0.05) 15000 0.31
Ln = Nd (x = 0.07) 14500 0.47
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2008. Т. 74, № 11 29
ня ε. Проте високі ε, притаманні Nd-вмісним
твердим розчинам, супроводжуються також висо-
кими значеннями tgδ (≈0.3—0.5). Суттєве збіль-
шення діелектричних втрат твердих розчинів
Ba1–xLnxTi1–x/4O3, яке спостерігається при збіль-
шенні ступеня заміщення (х) або зменшенні роз-
міру йона заміщення (Nd замість La), пов’язане,
ймовірно, із ростом ангармонізму коливань крис-
талічної комірки BaTiO3, що виникає внаслідок
різниці в розмірах йонів у еквівалентних криста-
лографічних положеннях [11].
Аналіз температурних залежностей діелект-
ричних параметрів ε та tgδ (рис. 3) вказує на те,
що в обох випадках — Ln = La (x=0.07) та Ln
= Nd (x=0.05) — область фазового переходу у спон-
танно поляризований стан знаходиться при темпе-
ратурах, нижчих за кімнатну. В області темпера-
тур, близьких до кімнатної, величина діелектрич-
ної проникності Ba1–xLnxTi1–x/4O3 зменшується у
відповідності до закону Кюрі–Вейса, тобто пропор-
ційно до 1/Т . Така поведінка ε(Т) є характерною
для параелектриків поблизу області фазового пе-
реходу. При цьому максимальна величина діелек-
тричної проникності (εmax) в області переходу по-
мітно вища у випадку Ln = Nd (ε = 8000—16000).
В той же час температурні залежності діелектрич-
них втрат для даних твердих розчинів практич-
но не відрізняються (рис. 3, криві 1’ та 2’): величи-
на tgδ, визначена на частоті 1 МГц, знаходиться
в межах tgδ = 0.3—0.4 при зміні температури від
20 до 200 oС.
Отримані експериментальні дані вказують на
значний потенціал твердих розчинів Ba1–xLnx-
Ti1–x/4O3 з точки зору їх використання при ство-
ренні нових радіочастотних матеріалів з високою
діелектричною проникністю та низькими діелек-
тричними втратами. Такі матеріали будуть визна-
чатися невисокою вартістю вихідних реагентів
(BaCO3, TiO2), простою технологією отримання (ни-
зькі температури спікання, незначний час витрим-
ки, спікання проводиться у повітряній атмосфері)
та надвисокими значеннями діелектричної про-
никності: ε = 8000—16000, що дозволить ефектив-
но вирішувати питання мікромініатюризації су-
часної електронної апаратури.
РЕЗЮМЕ. Исследована структура и свойства твер-
дых растворов Ba1–xLnxTi1–x /4O3 (Ln = La, Nd) при 0.05
≤ x ≤ 0.07. Установлено уменьшение объема элементар-
Рис. 2. Діелектричні спектри, зняті з полікристалічних зразків Ba1–xLnxTi1–x /4O3, спечених при 1400 оС,
для Ln = La (а, б), Ln = Nd (в, г) при x=0.05 (а, в) та x=0.07 (б, г).
Рис. 3. Температурні залежності ε (1, 2) та tgδ (1’, 2’)
у твердих розчинів Ba1–xLnxTi1–x /4O3 на частоті 1 МГц
для Ln = La (x=0.07) (1, 1’) та Ln = Nd (x=0.05) (2, 2’).
а
в
г
б
30 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2008. Т. 74, № 11
ной ячейки и степени тетрагональности с ростом x . По-
казано, что увеличение степени замещения приводит
к смещению фазового перехода в область более низких
температур. Это сопровождается увеличением макси-
мального значения диэлектрической проницаемости
(εmax) вблизи фазового перехода. При 0.05 ≤ x ≤ 0.07
независимо от типа р.з.э. переход в спонтанно-поляри-
зованное состояние наблюдается ниже комнатной тем-
пературы. В параэлектрической области синтезирован-
ные материалы демонстрируют высокие значения диэ-
лектрической проницаемости (ε ≈ 12000—16000 на час-
тоте 1 МГц) и незначительные диэлектрические потери
(tgδ ≈ 2—4⋅10–1).
SUMMARY. Structure and properties of solid solu-
tions Ba1–xLnxTi1–x /4O3 (Ln = La, Nd) have been investi-
gated at 0.05 ≤ x ≤ 0.07. Both the unit cell volume and
tetragonality factor have been found to decrease with x .
An increase in the substitution degree was shown to shift
the phase transition towards lower temperatures. This is
accompanied by increasing maximum value of permittivity
(εmax) in the vicinity of the phase transition. When 0.05
≤ x ≤ 0.07 regardless of the rare-earth element the transi-
tion to spontaneously polarized state is observed below
the room temperature. In the paraelectric state the synthe-
sized materials demonstrate high values of permittivity
(ε ≈ 12000—16000 at the frequency of 1 MHz) and low
dielectric loss ( tgδ ≈ 2—4⋅10–1).
1. Hippel A .R . In Dielectrics and Waves. -Wiley: New
York, 1954.
2. Smolenskii G.A ., Isupov V .A . // Zhurn. Tekhn. F iziki.
-1954. -24, № 1375. -Р. 20—211.
3. Rupprecht G., Bell R .O. // Permittivity of Ferroelec-
trics, Phys. Rev. -1964. -135, № A748. -Р. 145—150.
4. Sakabe Y ., M inai K., W akino K . // Jpn. J. Appl.
Phys. Suppl. -1981. -20, № 20, -Р. 147—150.
5. Kishi H., M izuno Y ., Chazono H. // Jpn. J. Appl.
Phys. -2003. -42, № 1. -P. 1—15.
6. Dreksler O., Shat V .K. // Conf. British Ceram. Soc.
and the Netherlandse Keramische Vereniging, 26–30
June 1961, Oxford (UK). -P. 48—59.
7. Sakabe Y ., W ada N., Hiramatru T., Tonogaki T. //
Jpn. J. Appl. Phys. -2002. -41, № 11B. -P. 6922—6925.
8. M orrison F.D., S inclair D.C., Skakle J.M .S ., W est
A.R . // J. Amer. Ceram. Soc. -1998. -81. -P. 1957.
9. M orrison F.D., Sinclair D.C., Skakle J.M .S., W est
A.R . // Ibid. -1998. -81, № 7. -P. 1957—1960.
10. Поплавко Ю.M . Фізика діелектриків. -Київ: Вищ.
шк., 1980.
11. Belous A .G., Ovchar O.V ., Valant M ., Suvorov D . //
J. Appl. Phys. -2002. -92, № 7. -P. 3917—3922.
Інститут загальної та неорганічної хімії Надійшла 26.05.2008
ім. В.І. Вернадського НАН України, Київ
УД 541.128.3 + 542.943.7
В.Я. Забуга, Г.Г. Цапюк, В.Є. Діюк, А.В. Яцимирський
КАТАЛІТИЧНА АКТИВНІСТЬ ОКСИДІВ КОБАЛЬТУ В РЕАКЦІЇ ОКИСНЕННЯ САЖІ
Досліджено окиснення сажі киснем повітря у присутності оксидів кобальту при атмосферному тискові у
діапазоні температур 673—723 К . Визначено константи швидкості каталітичного процесу. Одержано порів-
няльні характеристики активності оксидів кобальту, марганцю і міді.
У попередніх роботах [1, 2] нами запропоно-
ваний варіант визначення константи швидкості ка-
талітичної реакції вуглецю сажі з киснем повітря
шляхом вичленення реакції із сумарного процесу і
оцінена активність оксидів марганцю та міді в
реакції окиснення сажі. За міру активності прий-
малося відношення констант швидкості каталіти-
чного і некаталітичного процесів.
У даній роботі досліджено каталітичну акти-
вність кобальту в реакції окиснення сажі марки К354
з питомою поверхнею 88 м2⋅г–1 і зольністю 0.05 %
мас. Як і в попередніх роботах, константу швид-
кості каталітичного процесу kZ оцінювали вичле-
ненням її з ефективної константи kef, що характе-
ризує сумарний процес і визначається при оброб-
ці експериментальної кінетичної кривої. Експери-
мент виконували при малому вмісті каталізатора
в зразку. Каталізатор вводили змочуванням сажі
водним розчином ацетату кобальту, що сприяє рів-
номірному його розміщенню на поверхні часточок
сажі у вигляді йонів, а після висушування і термі-
чного розкладу солі — у вигляді молекул оксиду.
Константу швидкості каталітичного процесу
розраховували за формулою:
© В.Я . Забуга, Г.Г. Цапюк, В.Є. Діюк, А.В. Яцимирський , 2008
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2008. Т. 74, № 11 31
|