Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O
Досліджено особливості фазоформування індивідуальних сполук у розплавах системи Na–K–Bi–P–W–O та встановлено області кристалізації KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆ і Na₃Bi(PO₄)₂. Показано ефективність використання суміші фосфатів, вольфраматів натрію та калію для вирощування оксидних сполук з розплавів. Исследован...
Saved in:
| Published in: | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/188079 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O / К.В. Теребіленко, М.Ю. Мірошніченко, М.С. Слободяник // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 12. — С. 90-92. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860074065628233728 |
|---|---|
| author | Теребiленко, К.В. Мiрошнiченко, М.Ю. Слободяник, М.С. |
| author_facet | Теребiленко, К.В. Мiрошнiченко, М.Ю. Слободяник, М.С. |
| citation_txt | Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O / К.В. Теребіленко, М.Ю. Мірошніченко, М.С. Слободяник // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 12. — С. 90-92. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Украинский химический журнал |
| description | Досліджено особливості фазоформування індивідуальних сполук у розплавах системи Na–K–Bi–P–W–O та встановлено області кристалізації KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆ і Na₃Bi(PO₄)₂. Показано ефективність використання суміші фосфатів, вольфраматів натрію та калію для вирощування оксидних сполук з розплавів.
Исследованы особенности фазоформирования индивидуальных соединений в расплавах системы Na–K–Bi–P–W–O и установлены области кристаллизации KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆, Na₃Bi(PO₄)₂. Показана эффективность использования смеси фосфатов, вольфраматов натрия и калия для выращивания оксидных соединений из расплавов.
The crystallization trends of phosphates and tungstates formation in Na–K–Bi–P–W–O system have been studied. The fields of KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆ and Na₃Bi(PO₄)₂ has been established. The efficiency of molten potassium and sodium phosphates and tungstates application for crystal growth of oxide compounds has been shown.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:12:18Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 546.(786+87)
К.В.Теребіленко, М.Ю.Мірошніченко, М.С.Слободяник
ФОРМУВАННЯ ОКСИДНИХ СПОЛУК У РОЗПЛАВАХ СИСТЕМИ K–Na–Bi–Р–W–O
Досліджено особливості фазоформування індивідуальних сполук у розплавах системи Na–K–Bi–P–W–O
та встановлено області кристалізації KBi(WO4)2, Bi2WO6 і Na3Bi(PO4)2. Показано ефективність викорис-
тання суміші фосфатів, вольфраматів натрію та калію для вирощування оксидних сполук з розплавів.
ВСТУП. При вирощуванні монокристалів
тугоплавких оксидних сполук методом кристалі-
зації з розчинів у розплавах одним із найважли-
віших питань є правильний вибір розплаву-роз-
чинника, що забезпечує сприятливі умови для роз-
чинення компонентів за відносно низьких темпе-
ратур. Одним з таких універсальних розплавів-
розчинників є молібдати (вольфрамати) лужних ме-
талів [1, 2], що мають ряд переваг — порівняно
низькі температури синтезу, широкі концентра-
ційні і температурні межі кристалізації [3].
Поряд з наведеними перевагами існує ряд
недоліків, серед яких помітна леткість MoO3 і
WO3 (відповідно вище 950 і 1100 оС) та небажа-
не легування сполук компонентами розчин-
ника. Для подолання цих недоліків викорис-
товуються бінарні розчини-розплави, що міс-
тять одночасно як молібдатну (вольфраматну)
компоненту, так і інші кислотні оксиди (В2О3,
V2O5, P2O5) [4].
Серед відомих двокомпонентних високо-
температурних розчинників особливе місце по-
сідають фосфатно-молібдатні (вольфраматні) роз-
плави. Незважаючи на епізодичність досліджень
у цих системах [5] вважається, що фосфатна скла-
дова є “безпосереднім реагентом”, а молібдатна
(вольфраматна) — інертний розчинник або сере-
довище синтезу.
У даній роботі розглядаються особливості
взаємодії у розплавленій багатокомпонентній си-
стемі K–Na–Bi–Р–W–O з метою встановлення
взаємовпливу природи лужного елементу та фос-
фатної чи вольфраматної компоненти на склад
отриманих під час кристалізації фаз.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА . Проце-
си кристалізації у розчинах-розплавах системи
Na–K–Bi–P–W–O вивчалися для розрізу, що від-
повідає вмісту Bi2O3 — 15 % мол. та співвідно-
шенню K/W =1. При цьому вміст інших компо-
нентів системи обмежувався діаграмою складу
Na2O–P2O5–K2W2O7. В якості вихідних компо-
нентів використовувалися WO3 (ч.д.а.), K2WO4⋅
2H2O (х.ч.) та Bi2O3 (ч.д.а.), Na2HPO4 та NaH2PO4
(х.ч.). Відповідні кількості реагентів нагрівали
у платинових тиглях до 850 oC. Одержані гомо-
генні розплави охолоджували зі швидкістю 30oC/
год до 670—620 oС залежно від співвідношен-
ня компонентів та в’язкості розплаву. Криста-
лічні продукти відділяли від плаву шляхом де-
кантації та промивання гарячою дистильова-
ною водою закристалізованого продукту.
Інфрачервоні спектри одержаних сполук за-
писані на спектрометрі Pelkin Elmer Spectrum
BX FTIR у діапазоні частот 400—4000 см–1 для
зразків, що були запресовані в диски з KBr.
Фазовий склад синтезованих зразків встано-
влено за результатами рентгенографії порошку
(дифрактометр Shimadzu XRD-6000, СuKα-ви-
промінювання з λ =1.54187 Ao , використовуючи
графітовий монохроматор перед лічильником,
θ−θ сканування зі швидкістю 0.3 град/хв, куто-
вий діапазон 2θ від 5.0 до 70.0).
ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. Аналіз отри-
маних результатів показав, що при використан-
ні бінарних сольових систем, які містять натрій
та калій, гомогенність досягається при значно ни-
жчих температурах (560—660 оС) і за менший
проміжок часу (30 хв). У загальному випадку роз-
чинність Bi2O3 досягає 40 % мол. При детально-
му розгляді особливостей кристалізації у систе-
мі Na–K–Bi–P–W–O було обрано вміст даного
оксиду 15 % мол. При кристалізації розплавів у
межах наведених концентрацій виявлено форму-
вання фосфатів або вольфраматів, а також від-
мічені області склування. Поля кристалізації, що
відповідали формуванню одного типу сполук, об’є-
днано на діаграмі складу вихідних розчинів-
розплавів у спільну область кристалізації (рису-
Неорганическая и физическая химия
© К .В.Теребіленко, М .Ю .Мірошніченко, М .С.Слободяник , 2013
90 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 12
нок). Таким чином, виділено три поля криста-
лізації: вольфраматів — Bi2WO6 , KBi(WO4)2 та
подвійного фосфату Na3Bi(PO4)2.
Раніше [6] було показано, що у розчин-роз-
плавах системи Na–Bi–W–P–O спостерігається
кристалізація Bi2WO6 та Na3Bi(PO4)2, причому
утворення подвійних вольфраматів не виявлено.
На противагу, в аналогічних калійвмісних роз-
плавах спостерігається співкристалізація KBi-
(WO4)2 та Bi2WO6 у широких межах [7, 8]. Слід
відмітити, що подвійний вольфрамат KBi(WO4)2
можна отримати лише у вузькому діапазоні
співвідношень компонентів розчину-розплаву
системи K2O–WO3–Bi2O3 [6], а основним проду-
ктом є вольфрамат Bi2WO6 [8]. Далі наведено
характеристики отриманих сполук.
Bi2WO6 утворюється у діапазоні темпера-
тур 560—480 оС у вигляді полікристалічних
зростків при вмісті K2W2O7 не менше 60 % мол.,
а NaPO3 — не більше 16 % мол. Кристали легко
розчиняються при кип’ятінні у розбавлених мі-
неральних кислотах та нерозчинні у воді. ІЧ-
спектр, см–1: 1024п, 840п, 922п, 833с, 739сл, 605сл,
559сл. Рентгенограма індексована у моноклин-
ній сингонії (пр.гр. Pca21, структурний тип русел
літу, параметри елементарної комірки: a =5.470
(2), b =16.43 (1), с =5.461 (3) Ao ; β =91.2 (1)°).
KBi(WO4)2 кристалізується у вигляді світ-
ло-жовтих зростків, що нерозчинні у воді. Об-
ласть утворення подвійного вольфрамату від-
повідає співвідношенням K/W =0.8—1.2 та
вмісті у початковій шихті Bi2O3 10—25 %
мол. і K2W2O7 не менше 50 % мол. Мак-
симальний вихід (близько 70 %) спосте-
рігається у випадку вихідного співвід-
ношення K/W =1 та W(Bi2O3) =15 % мол.
ІЧ-спектр, см–1: 950 с, 894п, 852с, 734с. Рент-
генограма індексована у моноклинній
сингонії (пр.гр. C 2/c). Параметри елемен-
тарної комірки: a =10.8512 (7), b =10.5782 (5),
c =7.6147 (2) Ao , β =130.746 (4)o).
Na3Bi(PO4)2 кристалізується у виг-
ляді прозорих зростків та друз, що не-
розчинні у воді і розведених мінераль-
них кислотах (розкладається при три-
валому кипінні з концентрованою ніт-
ратною кислотою). Вихід знаходиться у
межах 76—82 % мас. (за бісмутом). ІЧ-
спектр, см–1: 1150с, 605сл, 552сл і 540сл.
За результатами РФА, Na3Bi(PO4)2 належить до
моноклинної сингонії з параметрами гратки: пр.
гр P21/с; а =19.860 (2), b =5.353 (1), с =13.960 (1)
Ao , β =110.6 (1)°), які близькі (практично співпа-
дають) [9].
Слід відмітити, що при співіснуванні калій-
та натрійвмісних солей, формування індивіду-
альних кристалічних фаз, що мають у складі оби-
два лужних елементи, не виявлено. Це пов’яза-
но зі значними відмінностями у координацій-
ному оточенні даних катіонів у розплаві та високій
стійкості калійвмісних вольфраматів i натрій-
вмісних фосфатів. Більш того, у присутності со-
лей натрію формування складноаніонних окси-
дних каркасів бісмуту K6.5Bi2.5W4P6O34 [10] та-
кож не спостерігається, що, ймовірно, зумовле-
но значно нижчими температурами його почат-
ку кристалізації порівняно з фосфатом Na3Bi-
(PO4)2 та істотним зниженням в’язкості відпо-
відних розплавів.
Таким чином, для комбінованої системи Na–
K–Bi–P–W–O вперше досліджені закономірно-
сті кристалоутворення в умовах спонтанної
кристалізації із розчинів-розплавів при вмісті
Bi2O3 15 % мол. Окреслені та ідентифіковані по-
ля кристалізації Bi2WO6, Na3Bi(PO4)2 та KBi(WO4)2.
РЕЗЮМЕ. Исследованы особенности фазофор-
мирования индивидуальных соединений в расплавах
системы Na–K–Bi–P–W–O и установлены области
Кристалоутворення у розчинах-розплавах системи
Na–K–Bi–P–W–O.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 12 91
кристаллизации KBi(WO4)2, Bi2WO6, Na3Bi(PO4)2. По-
казана эффективность использования смеси фосфа-
тов, вольфраматов натрия и калия для выращивания
оксидных соединений из расплавов.
SUMMARY. The crystallization trends of phos-
phates and tungstates formation in Na–K–Bi–P–W–O
system have been studied. The fields of KBi(WO4)2,
Bi2WO6 and Na3Bi(PO4)2 has been established. The ef-
ficiency of molten potassium and sodium phosphates
and tungstates application for crystal growth of oxide
compounds has been shown.
ЛIТЕРАТУРА
1. Bih L ., Abbas A ., Nadiri H. et al. // J. Molec. Struct.
-2008. -872, № 1. -P. 1—9.
2. Bih L ., Omari ElRйau M .J.M ., Nadiri A . et al. //
Mat. Let. -2001. -50, № 5. -P. 308—317.
3. Iliev K., Peshev P., Nikolov V., Koseva I. // J. Cryst.
Growth. -1990. -100, №1–2. -Р. 225—232.
4. Boudlich D., Bih L ., El H.M . et al. // J. Amer.
Ceram. Soc. -2002. -85, № 3. -P. 623—630.
5. Koseva I., Nikolov V ., Peshev P. // J. Alloys Compd.
-2003. -353, № 1–2. -Р. L1—L4.
6. Теребиленко К.В., Затовский И .В., Слободяник Н .С.
и др. // Неорган. материалы. -2007. -43, №12. -С.
1483—1487.
7. Berdonosov P.S., Knight K.S., Johnston K.E. et al. //
J. Solid State Chem. -2006. -179, № 11. -P. 3437—3444.
8. Кристаллохимия и свойства двойных молибдатов
и вольфраматов / Под ред. Ю .И .Смолина. -Л.:
Наука, 1986.
9. El Arbib H., Chaminade J.-P., Darriet J., Elouadi B .
// Solid State Sci. -2000. -182, № 2. -Р. 243.
10. Terebilenko K.V., Z atovsky I.V , Slobodyanik N.S. et
al. // J. Solid State Chem. -2008. -181, № 9. -P.
2393—2400.
Київський національний університет Надійшла 26.06.13
ім. Тараса Шевченка
Неорганическая и физическая химия
92 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 12
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-188079 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0041–6045 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:12:18Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Теребiленко, К.В. Мiрошнiченко, М.Ю. Слободяник, М.С. 2023-02-11T17:21:13Z 2023-02-11T17:21:13Z 2013 Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O / К.В. Теребіленко, М.Ю. Мірошніченко, М.С. Слободяник // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 12. — С. 90-92. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/188079 546.(786+87) Досліджено особливості фазоформування індивідуальних сполук у розплавах системи Na–K–Bi–P–W–O та встановлено області кристалізації KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆ і Na₃Bi(PO₄)₂. Показано ефективність використання суміші фосфатів, вольфраматів натрію та калію для вирощування оксидних сполук з розплавів. Исследованы особенности фазоформирования индивидуальных соединений в расплавах системы Na–K–Bi–P–W–O и установлены области кристаллизации KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆, Na₃Bi(PO₄)₂. Показана эффективность использования смеси фосфатов, вольфраматов натрия и калия для выращивания оксидных соединений из расплавов. The crystallization trends of phosphates and tungstates formation in Na–K–Bi–P–W–O system have been studied. The fields of KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆ and Na₃Bi(PO₄)₂ has been established. The efficiency of molten potassium and sodium phosphates and tungstates application for crystal growth of oxide compounds has been shown. uk Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Неорганическая и физическая химия Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O Формирование оксидных соединений в расплавах системы K–Na–Bi–Р–W–O The formation of complex oxides in K–Na–Bi–P–W–O molten system Article published earlier |
| spellingShingle | Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O Теребiленко, К.В. Мiрошнiченко, М.Ю. Слободяник, М.С. Неорганическая и физическая химия |
| title | Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O |
| title_alt | Формирование оксидных соединений в расплавах системы K–Na–Bi–Р–W–O The formation of complex oxides in K–Na–Bi–P–W–O molten system |
| title_full | Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O |
| title_fullStr | Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O |
| title_full_unstemmed | Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O |
| title_short | Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O |
| title_sort | формування оксидних сполук у розплавах системи k–na–bi–р–w–o |
| topic | Неорганическая и физическая химия |
| topic_facet | Неорганическая и физическая химия |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/188079 |
| work_keys_str_mv | AT terebilenkokv formuvannâoksidnihspolukurozplavahsistemiknabirwo AT mirošničenkomû formuvannâoksidnihspolukurozplavahsistemiknabirwo AT slobodânikms formuvannâoksidnihspolukurozplavahsistemiknabirwo AT terebilenkokv formirovanieoksidnyhsoedineniivrasplavahsistemyknabirwo AT mirošničenkomû formirovanieoksidnyhsoedineniivrasplavahsistemyknabirwo AT slobodânikms formirovanieoksidnyhsoedineniivrasplavahsistemyknabirwo AT terebilenkokv theformationofcomplexoxidesinknabipwomoltensystem AT mirošničenkomû theformationofcomplexoxidesinknabipwomoltensystem AT slobodânikms theformationofcomplexoxidesinknabipwomoltensystem |