Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С
Впервые c помощью методов РФА, петрографии и электронной микроскопии исследованы фазовые равновесия в двойной системе CeO₂―Eu₂O₃ при температуре 1500 °С во всем интервале концентраций. Установлено, что в системе образуются твердые растворы на основе моноклинной (В), кубической (С) модификаций Eu₂O₃...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Современные проблемы физического материаловедения |
|---|---|
| Datum: | 2014 |
| Hauptverfasser: | , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
2014
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143873 |
| 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: | Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С / Е.Р. Андриевская, Ж.Д. Богатырева, О.А. Корниенко, А.В. Самелюк, И.С. Субота // Современные проблемы физического материаловедения: Сб. научн . тр. — К.: ІПМ НАН України, 2014. — Вип. 23. — С. 19-27. — Бібліогр.: 32 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860241816579735552 |
|---|---|
| author | Андриевская, Е.Р. Богатырева, Ж.Д. Корниенко, О.А. Самелюк, А.В. Субота, И.С. |
| author_facet | Андриевская, Е.Р. Богатырева, Ж.Д. Корниенко, О.А. Самелюк, А.В. Субота, И.С. |
| citation_txt | Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С / Е.Р. Андриевская, Ж.Д. Богатырева, О.А. Корниенко, А.В. Самелюк, И.С. Субота // Современные проблемы физического материаловедения: Сб. научн . тр. — К.: ІПМ НАН України, 2014. — Вип. 23. — С. 19-27. — Бібліогр.: 32 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Современные проблемы физического материаловедения |
| description | Впервые c помощью методов РФА, петрографии и электронной микроскопии исследованы фазовые равновесия в двойной системе CeO₂―Eu₂O₃ при температуре 1500 °С во всем интервале концентраций. Установлено, что в системе образуются твердые растворы на основе моноклинной (В), кубической (С) модификаций Eu₂O₃ и кубической со структурой типа флюорита (F) модификации СеO₂. Определены границы растворимости и значения параметров элементарных ячеек твердых растворов.
Вперше за допомогою методів рентгенівського фазового аналізу, петрографії та електронної мікроскопії досліджено фазові рівноваги та структурні перетворення в подвійній системі CeO₂―Eu₂O₃ при температурі 1500 °С у всьому інтервалі концентрацій. Встановлено, що в системі утворюються тверді розчини на основі моноклінної (В), кубічної (С) модифікацій Eu₂O₃ та кубічної із структурою типу флюориту (F) модифікації СеO₂. Визначено границі розчинності та параметри елементарних комірок твердих розчинів.
Phase equilibria and structural transformations in the binary CeO₂―Eu₂O₃ system at 1500 °C were studied by X-ray diffraction, petrography and electron microscopy in the overall concentration range. It was established that in the system there exist fields of solid solutions based on monoclinic (B) modification of Eu₂O₃, cubic (C) modification of Eu₂O₃ and cubic modification of CeO₂ with fluorite-type structure (F). The lattice parameters of the unit cells and the boundaries of the homogeneity fields for solid solutions were determined.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:30:40Z |
| format | Article |
| fulltext |
19
УДК 541.123.3
Взаимодействие оксидов церия и европия
при температуре 1500 оС
Е. Р. Андриевская1, 2, Ж. Д. Богатырева3, О. А. Корниенко1,
А. В. Самелюк1, И. С. Субота2
1
Институт проблем материаловедения им. И. Н. Францевича НАН
Украины, Киев, e-mail: era@ipms.kiev.ua
2
Национальный технический университет Украины "Киевский
политехнический институт"
3
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины,
Киев
Впервые c помощью методов РФА, петрографии и электронной микроскопии
исследованы фазовые равновесия в двойной системе CeO2―Eu2O3 при
температуре 1500 °С во всем интервале концентраций. Установлено, что в
системе образуются твердые растворы на основе моноклинной (В), кубичес-
кой (С) модификаций Eu2O3 и кубической со структурой типа флюорита (F)
модификации СеO2. Определены границы растворимости и значения параметров
элементарных ячеек твердых растворов.
Ключевые слова: оксиды церия и европия, фазовые равновесия, диаграмма
состояния, твердые растворы, параметры элементарных ячеек,
микроструктура, функциональная керамика, конструкционная керамика.
Система СеO2—Eu2O3 является перспективной для создания нового
поколения альтернативных материалов твердых электролитов топливных
элементов, работающих при средних и умеренных температурах (600—
800 °С), высокотемпературной конструкционной керамики (теплоизоля-
ционных материалов, составных частей ядерных реакторов), биоинертных
керамических материалов для медицинской диагностики, имплантатов,
оптоэлектроники и лазерной техники [1—16].
Разработка новых технологий и материалов требует изучения фазовых
равновесий и свойств образующихся фаз в указанной системе.
Фазовые соотношения в бинарных системах с оксидами церия и
полуторными оксидами редкоземельных элементов (Ln2O3): лантана,
самария, иттербия, диспрозия и эрбия изучены достаточно надежно [17—
21], сведения о фазовых равновесиях в системе CeO2—Eu2O3 противо-
речивы [22—30]. Диаграмма состояния системы не построена. Фазовые
соотношения и свойства отдельных фаз исследовали в работах [22—30].
Методом рентгенофазового анализа (РФА) при комнатной температуре
исследовано взаимодействие СеО2 и Eu2O3 [25, 30]. Образцы
синтезировали при 1200 °С на воздухе твердофазным спеканием исходных
оксидов, полученных предварительным разложением нитратов при 500 °С.
Обнаружены два типа ограниченных твердых растворов на основе
исходных компонентов, кристаллизующихся в кубической структуре (типа
© Е. Р. Андриевская, Ж. Д. Богатырева, О. А. Корниенко, А. В. Самелюк,
И. С. Субота, 2014
20
флюорита и Tl2O3) [30]. Взаимодействие фаз в системе CeO2—Eu2O3
исследовали также в работах [23, 26—28]. Найдено, что в системе при
1400 °С образуются твердые растворы на основе кубических модифи-
каций: F-СеО2 в интервале концентраций от чистого СеО2 до 40% (мол.)
Eu2O3 и C-Eu2O3 — от 40 до 100% (мол.) Eu2O3. Параметры а элементарных
ячеек твердых растворов изменяются от 0,5411 нм для чистого СеО2 до
0,5441 нм для состава с 40% (мол.) Eu2O3 и от 1,0885 нм для состава с
45% (мол.) Eu2O3 до 1,0868 нм для чистого Eu2O3. Двухфазная область в
системе не обнаружена [23].
Некоторые физические характеристики образующихся фаз в системе
СеO2—Eu2O3 определены в работах [23, 28, 29, 31, 32]. Коэффици-
енты термического расширения αa·106 °С-1 твердых растворов ряда соста-
вов Ce1-xEuxO2-x/2, где х = 0,90; 0,55; 0,45; 0,10, в интервале температур
20—1200 °C равны 9,89; 11,44; 11,60; 13,17 соответственно [23]. Значения
диэлектрической проницаемости ε∞ твердого раствора состава Ce0,8Eu0,2O2-δ
при температурах 300, 400, 500 и 550 °С равны 6,09; 7,91; 13,12 и 19,64
соответственно [31]. Согласно данным [31], энергия активации ионной
проводимости Еа указанного твердого раствора в интервале температур
480—550 °С составляет 0,91 эВ, суммарная ионная проводимость σ при
температуре 550 °С — 1,39⋅10-4 см/см, проводимость зерен σgi и границ
зерен σgb — 3,45⋅10-4 и 4,4⋅10-4 см/см соответственно. Коэффициенты
термического расширения αa (0—1200 °С) чистого СеО2 и твердого рас-
твора Ce0,5Eu0.5O1,75 равны 12,68·106 и 12,61·106 °С-1 соответственно [29].
В настоящей работе впервые изучено взаимодействие оксидов церия и
европия при температуре 1500 °С во всем интервале концентраций.
В качестве исходных веществ использовали церий азотнокислый
Сe(NO3)3·6H2O марки Ч, Eu2O3 марки Ево-Ж с содержанием основного
компонента 99,99% и азотную кислоту марки ЧДА. Шихты готовили с
концентрационным шагом 1―5% (мол.) из растворов нитратов
выпариванием с последующим разложением нитратов на оксиды путем
прокаливания при 800 °C в течение 2 ч. Порошки прессовали в таблетки
диаметром 5 и высотою 4 мм под давлением 10 МПа. Термообработку
образцов проводили в две стадии: в печи с нагревателями H23U5T
(фехраль) при 1100 °С (17 ч) и в печи с нагревателями из дисилицида
молибдена (MoSi2) при 1500 °С (170 ч) на воздухе. Скорость подъема
температуры составляла 3,5 град/мин. Фазовый состав образцов
исследовали методами рентгеновского, петрографического и микрострук-
турного анализов.
Рентгенофазовый анализ образцов выполняли методом порошка на
установке ДРОН-1,5 при комнатной температуре (CuKα-излучение).
Скорость сканирования — 1—4 град/мин в диапазоне углов 2θ = 15—80°.
Периоды кристаллических решеток рассчитывали методом наименьших
квадратов, используя программу LATTIC, с погрешностью не ниже
0,0004 нм для кубической фазы. Для определения фазового состава
использовали базу данных Международного комитета порошковых
стандартов (JSPDS International Center for Diffraction Data 1985).
Кристаллооптические характеристики фаз определяли на поляриза-
ционном микроскопе МИН-8 в проходящем свете с помощью
высокопреломляющих иммерсионных жидкостей на основе йодистого
21
метилена, трехбромистого мышьяка и сплавов серы и селена. Точность
определения показателей преломления — ±0,02.
Микроструктуры изучали на нетравленных шлифах и изломах обож-
женных образцов с использованием данных локального рентгеноспек-
трального анализа (ЛРСА), выполненного на установке Superprobe-733
(JEOL, Japan, Palo Alto, CA) в обратно (BEI) и во вторично отраженных
электронах (SEI). Состав образцов контролировали с помощью
спектрального и химического анализов выборочно.
Изучение твердофазного взаимодействия СeO2 (тип флюорита, F) и
Eu2O3 (моноклинная модификация, В) при температуре 1500 °С показало,
что в системе CeO2―Eu2O3 образуются твердые растворы трех типов: на
основе кубических модификаций F-CeO2 и С-Eu2O3 и моноклинной
модификации В-Eu2O3, которые разделены двухфазными полями (F + С) и
(С + В) (рис. 1). Исходный химический и фазовый составы образцов,
обожженных при 1500 °С, параметры элементарных ячеек фаз, находя-
щихся в равновесии при заданной температуре, приведены в таблице.
Границы областей гомогенности твердых растворов на основе F-CeO2,
C-Eu2O3 и B-Eu2O3 определены составами, содержащими 20―25, 80―85 и
0,5―99% (мол.) Eu2O3 соответственно (таблица). Концентрационная
зависимость параметров элементарной ячейки твердого раствора на
основе F-CeO2 представлена на рис. 2. Из полученных данных следует,
что растворимость Eu2O3 в F-модификации CeO2 составляет ~20% (мол.)
при 1500 °C (170 ч). Параметр элементарной ячейки а увеличивается от
0,5409 нм для чистого CeO2 до 0,5425 нм для предельного состава
твердого раствора.
Рентгеновские и петрографические исследования подтверждены
результатами электронной микроскопии. Характерные микроструктуры
образующихся фаз в системе СеО2―Eu2O3 при температуре 1500 °С пред-
ставлены на рис. 3. Микроструктуры двухфазных образцов (В + С), обож-
женных при 1500 °С, показаны на рис. 3, а—в. В образцах составов
4% (мол.) CeO2—96% (мол.) Eu2O3 и 5% (мол.) CeO2—95% (мол.) Eu2O3
проявляются две структурные со-
ставляющие, которые заметно раз-
личаются по контрасту (рис. 3, а).
Светлая фаза является матрицей и,
согласно данным локального рент-
геноспектрального анализа, принад-
лежит моноклинной (В) модифи-
кации оксида европия. Вторую фазу
в виде более темных включений
можно идентифицировать как куби-
ческую (С) модификацию Eu2O3,
что подтверждено данными рентге-
Рис. 1. Фазовые равновесия в системе
CeO2―Eu2O3 при 1500 °C: ○ ―
однофазные; ○ ― двухфазные образцы.
Т, оС
C + F
22
Исходный химический и фазовый составы, параметры элементарных
ячеек фаз системы CeO2—Eu2O3 после обжига образцов при 1500 °°°°C,
170 ч (по данным РФА, петрографии и электронной микроскопии)
Химический
состав,
% (мол.)
Фазовый
состав
Параметры элементарных ячеек фаз,
±0,0002 нм
<F> <С> <B> CeO2 Eu2O3
a a a b c β
0 100 <B> — — 1,4328 0,3579 0,8636 92,30
1 99 <B> осн. + <С> — 1,0854 1,6388 0,3626 0,8644 97,11
2 98 <B> осн. + <С>↑ — 1,0841 1,4146 0,3596 0,8711 87,80
3 97 <B> осн. + <С>↑ — 1,0839 1,4404 0,3573 0,8892 89,36
4 96 <B> осн. + <С> 1,0841 1,5552 0,3596 0,8667 93,88
5 95 <B> + <С> — 1,0837 1,5601 0,3668 0,8727 101,20
10 90 <С> осн.↑ + <В> — 1,0855 1,7250 0,3647 0,8810 99,60
15 85 <С> + <В> сл. — 1,0844 — — — —
20 80 <С> — 1,0856 — — — —
25 75 <С> — 1,0863 — — — —
30 70 <С> осн. + <F> сл. — 1,0853 — — — —
35 65 <С> осн. + <F> сл. — 1,0863 — — — —
40 60 <С> осн. + <F> сл. — 1,0856 — — — —
45 55 <С> осн. + <F>↑ 0,5423 1,0863 — — — —
50 50 <С> осн. + <F>↑ 0,5423 1,0860 — — — —
55 45 <С> + <F>↑ 0,5423 1,0845 — — — —
60 40 <С>↓ + <F>↑ 0,5425 1,0867 — — — —
65 35 <F> осн. + <C>↓ 0,5410 1,0820 — — — —
70 30 <F> осн. + <C> сл.↓ 0,5424 1,0847 — — — —
75 25 <F> + <C> сл. 0,5423 — — — — —
80 20 <F> осн. 0,5425 — — — — —
85 15 <F> 0,5423 — — — — —
90 10 <F> 0,5418 — — — — —
95 5 <F> 0,5413 — — — — —
0 100 <F> 0,5409 — — — — —
Обозначения фаз: <В>, <С>, <F> ― твердые растворы на основе моноклинной
модификации Eu2O3, кубической модификации Eu2O3, кубической модификации
со структурой типа флюорита СеО2 соответственно; осн. ― фаза, составляющая
основу; сл. ― следы фазы; ↑, ↓ ― содержание фазы, соответственно
увеличивается и уменьшается.
нофазового анализа и петрографии (таблица). В отраженном свете
наблюдается анизотропная непрозрачная В-фаза темного цвета, которая
составляет основу, в ней выделяются мелкозернистые и отдельные
редкие более крупные включения изотропной светлой прозрачной фазы
С-Eu2O3.
С увеличением концентрации оксида церия содержание изотропной
С-фазы растет. В образцах, содержащих 10—15% (мол.) СеО2, кубическая
модификация оксида европия составляет основу (рис. 3, б, в). На рис. 3, в
хорошо видно, что пористость локализуется в местах скопления С-Eu2O3 и,
по-видимому, обусловлена значительными объемными изменениями
23
Рис. 2. Концентрационная
зависимость параметров эле-
ментарной ячейки твердого
раствора на основе F-CeO2 (◊)
в системе CeO2―Eu2O3 после
обжига образцов при 1500 °C.
при фазовом переходе
В → С. Вследствие высокой
пористости зерна С-Eu2O3
при полировке выкраши-
ваются. Мелкозернистая
структура однофазной области (С-Eu2O3) представлена на рис. 3, г, д. При
дальнейшем увеличении содержания оксида церия в образце с 25% (мол.)
СеО2 усложняется рельеф поверхности шлифа, острые края отсвечивают
более светлым цветом (рис. 3, д). Следы изотропной фазы кубической
модификации со структурой типа флюорита (F) оксида церия появляются
в образце состава 30% (мол.) CeO2—70% (мол.) Eu2O3. Согласно данным
сканирующей электронной микроскопии в обратно отраженных элек-
тронах (BEІ), наблюдаются две структурные составляющие (C-Eu2O3 +
+ F-CeO2), которые отличаются по контрасту и морфологии поверхности.
Проявляются ориентированно направленные текстурированные светло-
серые полосы (C-Eu2O3) и более мелкозернистая темная фаза округлой
формы (сферические частицы F-CeO2) (рис. 3, е). По данным петро-
графических исследований в отраженном свете, основу микроструктуры
указанного образца составляет изотропная темная фаза оксида европия с
изотропными светлыми включениями F-CeO2. Следует обратить внимание
на то, что цвет фаз, по данным электронной микроскопии и петрографии,
противоположно отличается. Микроструктурные исследования подтверж-
дены результатами РФА (таблица). При увеличении концентрации оксида
церия от 35 до 55% (мол.) СеО2 в двухфазных образцах (С + F) возрастает
пористость, изменяется рельеф поверхности, фазы распределяются неод-
нородно (рис. 3, ж). Микроструктура на изломе двухфазного образца,
содержащего 60% (мол.) СeO2—40% (мол.) Eu2O3, проявляется в виде рельеф-
ных зерен F-CeO2 полиэдрической формы с размером по длине 0,8—
9,2 мкм (рис. 3, з). В двухфазных образцах, содержащих 65—75% (мол.)
СеО2, основу составляет кубическая модификация F-CeO2 (таблица). На
микроструктурах четко видны две фазы, зерна оксида церия наблюдаются
на выкрошенных участках поверхности. Отмечено, что с увеличением
содержания оксида церия F-фаза становится более мелкозернистой.
Для твердых растворов со структурой типа флюорита установлено, что
размер частиц F-CeO2 с увеличением содержания оксида европия Eu2O3 от
5 до 15% (мол.) уменьшается от 54 до 41 нм (1500 °С).
Таким образом, изучены фазовые соотношения в системе CeO2―Eu2O3
при температуре 1500 °С. Обнаружено, что для исследованной системы
характерно образование ограниченных твердых растворов трех типов:
B-Eu2O3, C-Eu2O3 и F-CeO2, которые разделяют широкие гетерогенные
области (F + C) и (B + C).
F + C
24
а д
б е
в ж
г з
Рис. 3. Микроструктура образцов системы CeO2—Eu2O3 после обжига при
1500 °С: а — 4% (мол.) CeO2—96% (мол.) Eu2O3, <В-Eu2O3> осн. + <С-Eu2O3>,
BEI, ×2000; светлая фаза — <В-Eu2O3>, серая фаза (включения) — <С-Eu2O3>,
черная — поры; б — 10% (мол.) CeO2—90% (мол.) Eu2O3, <С-Eu2O3> осн. +
+ <В-Eu2O3>, BEI, ×2000; в — 15% (мол.) CeO2—85% (мол.) Eu2O3,
<С-Eu2O3> осн. + <В-Eu2O3> сл., BEI, ×2000; г — 20% (мол.) CeO2—80% (мол.)
Eu2O3, <С-Eu2O3>, BEI, ×2000; д — 25% (мол.) CeO2—75% (мол.) Eu2O3,
<С-Eu2O3>, BEI, × 2000; е — 30% (мол.) CeO2—70% (мол.) Eu2O3, <С-Eu2O3> осн. +
+ <F-CeO2> сл., BEI, ×2000; светлая фаза (текстурированные полосы) —
<С-Eu2O3>, темная фаза — <F-CeO2>, черная — поры; ж — 40% (мол.)
CeO2—60% (мол.) Eu2O3, <С-Eu2O3> осн. + <F-CeO2> сл., BEI, ×2000; з —
60% (мол.) CeO2—40% (мол.) Eu2O3, <С-Eu2O3> ↓ + <F-CeO2>↑, BEI, ×2000;
на изломе — зерна <F-CeO2>.
5 мкм 5 мкм
5 мкм
5 мкм
5 мкм 5 мкм
5 мкм 5 мкм
25
Работа выполнена при поддержке УНТЦ (грант AFOSR-STCU, Р513,
2012-2014).
1. Zhu D. Development of advanced low conductivity thermal barrier coatings /
D. Zhu and R. Miller // Int. J. Appl. Ceram. Technology. — 2004. — 1, No. 1. —
P. 86—94.
2. Evans A. G. Mechanizms controlling the durability of thermal barrier coatings //
Progress in Mater. Sci. — 2001. — 46. — Р. 505—553.
3. Maguire E. Cathode materials for intermediate temperature SOFCs / [E. Maguire,
B. Gharbage, F. M. B. Marques, J. A. Labrincha] // Solid State Ionics. — 2000. —
127. — P. 329—335.
4. Vassen R. Conventional and new materials for thermal barrier coatings / R. Vassen,
D. Stoever // Functional Gradient Materials and Surface Layers Prepared by Fine
Particles Technology: NATO-ASI Series II: Mathematics, Physics and Chemistry. —
Dordrecht: Kluwer Academic Publishers. — 2001. — 16. — P. 199—218.
5. Ozawa M. Effect of aging temperature on CeO2 formation in homogeneous
precipitation // J. Mater. Sci. — 2004. — 39. — P. 4035—4036.
6. Kharton V. V. Ceria-based materials for solid oxide fuel cells / [V. V. Kharton,
F. M. Figueiredo, L. Navarro et al.] // Ibid. — 2001. — 36. — P. 1105—1117.
7. Sato K. Effect of rare-earth oxides on fracture properties of ceria ceramics / K. Sato,
H. Yugami, T. Hashida // Ibid. — 2004. — 39. — P. 5765—5770.
8. Ranløv J. Comment on “The characterization of doped CeO2 electrodes in solid oxide
fuel cells” by B. G. Pound / J. Ranløv, F. W. Poulsen, M. Mogensen // Solid State
Ionics. — 1993. — 61. — P. 277—279.
9. Chavan S. V. Phase relations and lattice thermal expansion studies in the
Ce0.50RE0.50O1.75 (RE = rare-earths) / S. V. Chavan, A. K. Tyagi // Mater. Sci. and
Engineering A. — 2005. — 404. — P. 57—63.
10. Harrison P. G. Chemical microengineering in Sol–Gel derived fluoride and
lanthanide modified ceria materials / P. G. Harrison, A. Kelsall, and J. V. Wood //
J. Sol–Gel. Sci. Technol. — 1998. — 13. — P. 1049—1055.
11. Bevan D. J. M. Mixed oxides of the type MO2 (Fluorite)-M2O3 / [D. J. M. Bevan,
W. W. Barker, R. L. Martin, and T. C. Parks] // Proc. of the Fourth conf. on Rare
Earth Research, Phoenix, Ariz., 1964. — New York, 1965. — 3. — P. 441.
12. Prabhakaran Sreekumari Anjana. Microwave dielectric properties of (1-x)
CeO2-xRE2O3 (RE = La, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Tm, Yb, and Y) (0 ≤ x ≤1)
ceramics / [Prabhakaran Sreekumari Anjana, Tony Joseph, Mailadil Tomas
Sebastian] // J. of Alloys and Comp. — 2010. — 490. — P. 208—213.
13. Stefano Maschio. Influence of erbia or europia doping on crystal structure and
microstructure of ceria-zirconia (CZ) solid solutions / [Stefano Maschio, Eleonora
Aneggi, Alessandro Trovarelli, Valter Sergo] // Ceram. Internat. — 2008. — 34. —
P. 1327—1333.
14. Inaba H. Ceria-based solid electrolytes / H. Inaba, H. Tagawa // Solid State
Ionics. — 1996. — 83. — P. 1—16.
15. Godikemeiker M. Electrochemical characteristics of cathodes in solid oxide fuel
cells based on ceria electrolytes / M. Godikemeiker, K. Sasaki, and L. J. Guackler //
J. Electrochem. Soc. — 1997. — 144. — P. 1635—1646.
16. By Shi Chen. New opportunities for transparent ceramics / By Shi Chen and Yiquan Wu
// Amer. Ceram. Soc. Bull. — 2013. — No. 2. — P. 32—37.
17. Andrievskaya E. R. Phase relation studies in the CeO2—La2O3 system at 1100—
1500 °С / [E. R. Andrievskaya, O. A. Kornienko, A. V. Sameljuk, Ali Sayir] // J. of the
European Ceram. Soc. — 2011. — 31, No. 7. — Р. 1277—1283.
18. Андриевская Е. Р. Фазовые соотношения в системе CeO2—Sm2O3 при температуре
1500 °С / [Е. Р. Андриевская, О. А. Корниенко, В. С. Городов и др.] //
Современные проблемы физического материаловедения. — К. : Ин-т пробл.
материаловедения НАН Украины. — 2008. — Вып. 17. — С. 25—29.
26
19. Корниенко О. А. Фазовые соотношения в системе CeO2—Yb2O3 при
температуре 1500 °C / [О. А. Корниенко, Е. Р. Андриевская, А. А. Макудера,
И. С. Субота] // Современные проблемы физического материаловедения. —
К. : Ин-т пробл. материаловедения НАН Украины. — 2013. — Вып. 22. —
С. 3—9.
20. Корниенко О. А. Фазовые соотношения в системе CeO2—Dy2O3 при
температуре 1500 °C // Там же. — 2014. — Вып. 23. — С. 3—9.
21. Андриевская Е. Р. Взаимодействие оксидов церия и эрбия при температуре
1500 °С / [Е. Р. Андриевская, В. В. Гусаров, О. А. Корниенко, А. В. Самелюк]
// Сб. науч. тр. ОАО УкрНИИ огнеупоров имени А. С. Бережного, Харьков. —
2012. — № 112. — С. 133—140.
22. Traverse J. P. Etude du Polymorphisme des Sesquioxydes de Terres Rares. —
Grenoble, 1971. — 150 p.
23. Balaji P. Phase relations, lattice thermal expansions in Ce1-xSmxO2-x/2 systems and
stabilization of cubic RE2O3 (RE: Eu, Sm) / [P. Balaji, V. Mandal, Grover,
A. K. Tyagi] // Mater. Sci. and Engineering A. — 2006. — 430. — P. 120—124.
24. Hiroshi Yamamura. AC Conductivity for Eu2Zr2O7 and La2Ce2O7 with рyrochlore-
type composition / Hiroshi Yamamura, Hanako Nishino, Katsuyoshi Kakinuma // J.
of the Ceram. Soc. of Japan. — 2003. — 111, No. 12. — P. 907—911.
25. Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов: (Справ.). Двойные
системы. Ч. 3. — Л. : Наука, 1987. — Вып. 5. — С. 264.
26. Kuto T. Oxygen Ion conduction of fluorite-type Ce1-xLnxO2-x/2 (Ln = lanthanide Ele-
ment) / T. Kuto, H. Obayashi // J. Electrochem. Soc. — 1975. — 122. –– P. 142—147.
27. Hiroshi Yamamura. Crystal phase and electrical conductivity in the pyrochlore-type
composition systems, Ln2Ce2O7 (Ln = La, Nd, Sm, Eu, Gd, Y and Yb) / [Hiroshi
Yamamura, Hanako Nishino, Katsuyoshi Kakinuma and Katsuhiro Nomura] // J.
of the Ceram. Soc. of Japan. — 2003. — 111, Nо. 12. — P. 902—906.
28. Ashok Kumar Baral. Ionic transport properties in nanocrystalline Ce0.8A0.2O2-δ (with
A = Eu, Gd, Dy, and Ho) materials / Ashok Kumar Baral, V. Sankaranarayanan //
Nanoscale Res. Lett. — 2010. — 5, is. 3. — P. 637—643.
29. Masakia N. M. 151Eu-mössbauer spectroscopic and X-ray diffraction study of the
Eu2(Ce1-xZrx)2O7 and LnEuZr2O7 (Ln = lanthanide) systems / [N. M. Masakia,
A. Nakamura, F. Furuuchib, Y. Hinatsu] // J. of Phys. and Chem. of Solids. —
2005. — 66. — P. 312—317.
30. Pepin J. G. Subsolidus phase relations in the systems CeO2—RE2O3 (RE2O3 =
= C-type rare earth sesquioxide) / J. G. Pepin, E. R. Vance, G. I. McCarthy // J.
Solid. State. Chem. — 1981. — 38, Nо. 3. — P. 360—367.
31. Masaki N. 151Eu-Mössbauer spectroscopic study of the fluorite-type oxide solid
solutions, EuyM1-yO2-y/2 (M = Zr, Ce) (0 ≤ y ≤ 1,0) / [N. Masaki, N. R .D. Guil-
lermo, H. Otobe et al.] // Proc. of Mass and Charge Transport in Inorganic
Materials: Fundamental to Devices, Techna Srl, 2000. — P. 1233—1240.
32. Masaki N. M. 151Eu-Mössbauer spectroscopic and XRD study on some fluorite-
type solid solution systems EuyM1-yO2-y/2 (M = Zr, Hf, Ce) / [N. M. Masaki,
H. Otobe, A. Nakamura et al.] // Hyperfine Interact. — 2003. — (C). — P. 305—
308.
Взаємодія оксидів церію та європію при температурі 1500 °С
О. Р. Андрієвська, Ж. Д. Богатирьова, О. А. Корнієнко, А. В. Самелюк,
І. С. Субота
Вперше за допомогою методів рентгенівського фазового аналізу, петрографії та
електронної мікроскопії досліджено фазові рівноваги та структурні
перетворення в подвійній системі CeO2―Eu2O3 при температурі 1500 °С у
27
всьому інтервалі концентрацій. Встановлено, що в системі утворюються
тверді розчини на основі моноклінної (В), кубічної (С) модифікацій Eu2O3 та
кубічної із структурою типу флюориту (F) модифікації СеO2. Визначено
границі розчинності та параметри елементарних комірок твердих розчинів.
Ключові слова: оксиди церію та європію, фазові рівноваги, діаграма стану,
тверді розчини, параметри елементарних комірок, функціональна та
конструкційна кераміка.
Interaction of the ceria with europia at temperature 1500 °C
E. R. Andrievskaya , J. D. Bogatyryova, O. A. Kornienko,
A. V. Sameljuk, I. S. Subota
Phase equilibria and structural transformations in the binary CeO2―Eu2O3 system
at 1500 °C were studied by X-ray diffraction, petrography and electron microscopy
in the overall concentration range. It was established that in the system there exist
fields of solid solutions based on monoclinic (B) modification of Eu2O3, cubic (C)
modification of Eu2O3 and cubic modification of CeO2 with fluorite-type structure
(F). The lattice parameters of the unit cells and the boundaries of the homogeneity
fields for solid solutions were determined.
Keywords: ceria, europia, phase equilibria, phase diagram, solid solutions, lattice
parameters of the unit cells, functional and structural materials.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-143873 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | XXXX-0073 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:30:40Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Андриевская, Е.Р. Богатырева, Ж.Д. Корниенко, О.А. Самелюк, А.В. Субота, И.С. 2018-11-16T13:40:10Z 2018-11-16T13:40:10Z 2014 Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С / Е.Р. Андриевская, Ж.Д. Богатырева, О.А. Корниенко, А.В. Самелюк, И.С. Субота // Современные проблемы физического материаловедения: Сб. научн . тр. — К.: ІПМ НАН України, 2014. — Вип. 23. — С. 19-27. — Бібліогр.: 32 назв. — рос. XXXX-0073 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143873 541.123.3 Впервые c помощью методов РФА, петрографии и электронной микроскопии исследованы фазовые равновесия в двойной системе CeO₂―Eu₂O₃ при температуре 1500 °С во всем интервале концентраций. Установлено, что в системе образуются твердые растворы на основе моноклинной (В), кубической (С) модификаций Eu₂O₃ и кубической со структурой типа флюорита (F) модификации СеO₂. Определены границы растворимости и значения параметров элементарных ячеек твердых растворов. Вперше за допомогою методів рентгенівського фазового аналізу, петрографії та електронної мікроскопії досліджено фазові рівноваги та структурні перетворення в подвійній системі CeO₂―Eu₂O₃ при температурі 1500 °С у всьому інтервалі концентрацій. Встановлено, що в системі утворюються тверді розчини на основі моноклінної (В), кубічної (С) модифікацій Eu₂O₃ та кубічної із структурою типу флюориту (F) модифікації СеO₂. Визначено границі розчинності та параметри елементарних комірок твердих розчинів. Phase equilibria and structural transformations in the binary CeO₂―Eu₂O₃ system at 1500 °C were studied by X-ray diffraction, petrography and electron microscopy in the overall concentration range. It was established that in the system there exist fields of solid solutions based on monoclinic (B) modification of Eu₂O₃, cubic (C) modification of Eu₂O₃ and cubic modification of CeO₂ with fluorite-type structure (F). The lattice parameters of the unit cells and the boundaries of the homogeneity fields for solid solutions were determined. Работа выполнена при поддержке УНТЦ (грант AFOSR-STCU, Р513, 2012-2014). ru Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України Современные проблемы физического материаловедения Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С Взаємодія оксидів церію та європію при температурі 1500 °С Interaction of the ceria with europia at temperature 1500 °C Article published earlier |
| spellingShingle | Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С Андриевская, Е.Р. Богатырева, Ж.Д. Корниенко, О.А. Самелюк, А.В. Субота, И.С. |
| title | Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С |
| title_alt | Взаємодія оксидів церію та європію при температурі 1500 °С Interaction of the ceria with europia at temperature 1500 °C |
| title_full | Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С |
| title_fullStr | Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С |
| title_full_unstemmed | Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С |
| title_short | Взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °С |
| title_sort | взаимодействие оксидов церия и европия при температуре 1500 °с |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/143873 |
| work_keys_str_mv | AT andrievskaâer vzaimodeistvieoksidovceriâievropiâpritemperature1500s AT bogatyrevažd vzaimodeistvieoksidovceriâievropiâpritemperature1500s AT kornienkooa vzaimodeistvieoksidovceriâievropiâpritemperature1500s AT samelûkav vzaimodeistvieoksidovceriâievropiâpritemperature1500s AT subotais vzaimodeistvieoksidovceriâievropiâpritemperature1500s AT andrievskaâer vzaêmodíâoksidívceríûtaêvropíûpritemperaturí1500s AT bogatyrevažd vzaêmodíâoksidívceríûtaêvropíûpritemperaturí1500s AT kornienkooa vzaêmodíâoksidívceríûtaêvropíûpritemperaturí1500s AT samelûkav vzaêmodíâoksidívceríûtaêvropíûpritemperaturí1500s AT subotais vzaêmodíâoksidívceríûtaêvropíûpritemperaturí1500s AT andrievskaâer interactionoftheceriawitheuropiaattemperature1500c AT bogatyrevažd interactionoftheceriawitheuropiaattemperature1500c AT kornienkooa interactionoftheceriawitheuropiaattemperature1500c AT samelûkav interactionoftheceriawitheuropiaattemperature1500c AT subotais interactionoftheceriawitheuropiaattemperature1500c |