ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ CeО2–La2O3–Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1250 C
Using the methods of physicochemical analysis (XRD, petrography, scanning electron microscopy analyses) phase equilibria were firstly investigated in the ternary system СeO2–La2O3–Eu2O3 system at 1250 ºС. It was established that in the system there exist fields of solid solutions based...
Saved in:
| Date: | 2020 |
|---|---|
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2020
|
| Online Access: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/135 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Download file: |  |
Institution
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465435261566976 |
|---|---|
| author | Kornienko , Oksana Bykov, Oleksandr Sameliuk, Аnatoliy Yurchenko, Yuri |
| author_facet | Kornienko , Oksana Bykov, Oleksandr Sameliuk, Аnatoliy Yurchenko, Yuri |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Oksana Kornienko ",
"institution": "I. Frantsevich Institute for Problems of Materials Science"
},
{
"author": "Oleksandr Bykov",
"institution": "I. Frantsevich Institute for Problems of Materials Science"
},
{
"author": "Аnatoliy Sameliuk",
"institution": "I. Frantsevich Institute for Problems of Materials Science"
},
{
"author": "Yuri Yurchenko",
"institution": "I. Frantsevich Institute for Problems of Materials Science"
}
] |
| author_sort | Kornienko , Oksana |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:42Z |
| description | Using the methods of physicochemical analysis (XRD, petrography, scanning electron microscopy analyses) phase equilibria were firstly investigated in the ternary system СeO2–La2O3–Eu2O3 system at 1250 ºС. It was established that in the system there exist fields of solid solutions based on cubic with fluorite-type structure (F) and cubic (С) and monoclinic (B) modification Eu2O3 and hexagonal (A) modification of La2O3. No new phases were found. The refined lattice parameters of the unit cells for solid solutions for the systems were determined. The cubic ceria-based solid solution has a fluorite-type structure and homogeneity field shows the maximum extension. It forms solid solutions of substitution type with phases of binary systems. The boundary of the homogeneity field of F-phase is curved from the center of triangle toward the CeO2 corner and passes through appropriate points in the binary CeО2-Eu2O3(100-69 mol % CeO2) and CeO2–La2O3 (100-51 mol% CeO2) systems. The lattice parameters for F phase vary from  а = 0.5409 nm in pure СеО2toа = 0.5512 nm in two-phase sample (F + C) containing 55 mol % CeО2-22.5 mol % La2O3-22.5 mol % Eu2O3and to а = 0.5526 nm in  three-phase sample (F + В  + C) containing 40 mol % CeО2-30 mol % La2O3-30 mol % Eu2O3 and to а = 0.5532 nm in  three-phase sample (А + F + В) containing 30 mol % CeО2-35 mol % La2O3-35 mol % Eu2O3along the section CeO2 ( 50 mol % La2O3-35 mol % Eu2O3). The lattice parameters for F phase vary from  а = 0.5409 nm in pure СеО2 to а = 0.5444 nm nm in two-phase sample (F + C), containing 70 mol % CeО2-3 mol % La2O3-27 mol % Eu2O3and to а = 0.5465 nm in  three-phase sample (F + В  + C) containing 20 mol % CeО2-8 mol % La2O3-72 mol % Eu2O3. The homogeneity field of solid solution based on A-La2O3 extends to 17 mol % СеO2 and 20 mol % Eu2O3 in the corresponding binary systems and locates near the composition 5 mol % CeO2-90 mol % La2O3-5 mol % Eu2O3 on the section La2О3 - (50 mol % CeО2-50 mol % Eu2О3). The boundary of the homogeneity field of B- Eu2O3 phase passes through appropriate points in the binary CeО2-EuO3 (0-1 mol% CeO2) and–Eu2O3 (0-25 mol% La2O3) systems. The isothermal section of the CeO2– La2O3–Eu2O3 system at 1250°C contains four three-phase regions (A+F+B, F+B+C) and five two-phase regions (F+A, A+B, F+B, B+C, F+C). |
| doi_str_mv | 10.33609/0041-6045.86.3.2020.35-47 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:24Z |
| format | Article |
| fulltext |
ФІЗИЧНА ХІМІЯ
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3 35
УДК 541.123.3. doi: 10.33609/0041-6045.86.3.2020.35-47
О. А. Корнієнко*, О. І. Биков, А.В. Самелюк, Ю.В. Юрченко
ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ CeО2–La2O3–
Eu2O3ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1250 °C
Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України, вул. Кржижанов-
ського 3, Київ, 03680, Україна
*е-mail: Kornienkooksana@ukr.net
За допомогою методів рентгенівського фазового та мікроструктурного аналізів до-
сліджено фазові рівноваги в системі CeO2—La2O3—Eu2O3 при температурі 1250 °С
у всьому інтервалі концентрацій. Встановлено, що в системі утворюються тверді
розчини поля на основі гексагональної (А) модифікації La2O3, кубічної (С) та мо-
ноклінної (В) модифікації Eu2O3 та кубічної модифікації з структурою типу флюо-
риту (F) СеО2. Визначено границі фазових полів та параметри елементарних комі-
рок утворених фаз.
К л ю ч о в і с л о в а: оксиди РЗЕ, фазові рівноваги, тверді розчини.
ВСТУП. Дослідження фазових рівно-
ваг в системах CeO2-La2O3-Ln2O3 має як
практичний, так і науковий інтерес. Ма-
теріали на основі оксидів церію та РЗЕ
перспективні для використання в меди-
цині, енергетиці та машинобудуванні у
зв’язку з унікальністю їхніх властивостей
[1-9]. Діаграми стану вказаних систем є
фізико-хімічною основою для створення
таких матеріалів, як тверді електроліти
для паливних комірок, кисневі газові дат-
чики, носії каталізаторів, захисні покрит-
тя на сплави та інше. Тверді розчини на
основі діоксиду церію є найбільш перспе-
ктивними електролітами, що працюють
при помірних температурах, оскільки їх
іонна провідність та чутливість до парці-
ального тиску кисню набагато вище, ніж
у ZrO2 стабілізованого Y2O3 (YSZ) [1, 2,
4]. Системи CeO2-Ln2O3 можуть бути ви-
користані в ядерній енергетиці для розро-
бки безпечних та надійних технологій
утилізації відходів атомної промисловості
та розвитку нової генерації реакторів [3,
9]. У сучасний період ведеться активний
пошук матеріалів щодо отримання інерт-
ної матриці для іммобілізації плутонію.
Матеріал інертної матриці повинен від-
повідати жорстким умовам: відзначатись
високим коефіцієнтом поглинення нейт-
ронів, низькими теплопровідністю та ко-
ефіцієнтом термічного розширення, від-
© О. А. Корнієнко, О. І. Биков, А.В. Самелюк, Ю.В. Юрченко, 2020
О.А. Корнієнко, О.І.Биков, А.В. Самелюк , Ю.В.Юрченко
36 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3
сутністю фазових перетворень і стабіль-
ністю при високих температурах. Керамі-
чна матриця може бути використана для
фіксації трансуранових елементів, тому
що характеризується високою термоди-
намічною стабільністю та не зазнає змін
на протязі тривалого часу. Системи з ок-
сидом церію находять застосування в ме-
дицині в якості біомаркерів і біоінертних
керамічних матеріалів. [7, 8].
Фазові співвідношення в бінарних си-
стемах з оксидами церію та рідкісноземе-
льними елементами досліджені в повному
обсязі [10-25]. Відомості про фазові рів-
новаги в потрійній системі CeO2-La2O3-
Eu2O3 в літературі відсутні. Таким чином,
дослідження фазових рівноваг у вище
вказаній системі є досить актуальним.
Фазові рівноваги в подвійній системі
СеО2-La2O3 досліджено в [10 - 18]. Вста-
новлено, що в системі СеО2-La2O3 утво-
рюються два типа твердих розчинів: кубі-
чної структури на основі флюориту F-
CeO2 та гексагональної на основі A-
La2O3, які розділені двофазним полем
(A+F). Границі областей гомогенності
твердих розчинів на основі F-CeO2 та А-
La2O3 визначені складами, що містять 45-
50 мол. % La2O3 і 75-80 мол. % La2O3 при
1500 °С, 45-50 мол. % La2O3 і 80-85 мол.
% La2O3 при 1100 °С, [18 ].
Фазові рівноваги в подвійній системі
на основі оксидів церію та європію дослі-
джено в [19-23]. Встановлено, що в сис-
темі CeO2-Eu2O3 утворюються три типи
твердих розчинів: на основі кубічної мо-
дифікації F-CeO2 та С-Eu2O3, а також мо-
ноклінної модифікації В-Eu2O3, що розді-
лені двофазними полями(F + С) і (С + В).
З пониженням температури до 1000 °С
кількість фазових полів зменшується за
рахунок того, що моноклінна В-
модифікація Eu2O3 існує вище температу-
ри 1000 °С. Розчинність Eu2O3 в F-
модифікації CeO2 складає ~20 мол. % при
1100, 1500 °C. Протяжність області гомо-
генності твердого розчину на основі B-
Eu2O3 при температурі 1100 °С залишаєть-
ся незначною та становить (< 1 мол. %).
При знижені температури до 600 °С обла-
сті гомогенності твердих розчинів на ос-
нові F-CeO2 та С-Eu2O3 звужуються. Ме-
жі областей гомогенності твердих розчи-
нів на основі F-CeO2 та C-Eu2O3 при 600
°С визначені складами, що містять 10-15
мол. % Eu2O3 та 97-98 мол. % Eu2O3, від-
повідно [23].
Фазові взаємодії в системі La2O3–
Eu2O3 досліджено в [19, 24-25]. Для сис-
теми La2O3–Eu2O3 рентгенівським мето-
дом встановлено широкі області гомоген-
ності з гексагональною і моноклінною
структурами, які розділені вузькою дво-
фазною областю. З підвищенням темпе-
ратури розчинність Eu2O3 у твердому ро-
зчині А-La2O3 збільшується, а розчин-
ність La2O3 у В-Eu2O3 зменшується [25].
Розчинність La2O3 у В-Eu2O3 становить
19 мол. % при 1500 °C [24].
Метою роботи є дослідження взаємо-
дії оксидів церію, лантану та європію при
1250 ºС у всьому інтервалі концентрацій
та побудова відповідного ізотермічного
перерізу.
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ
РЕЗУЛЬТАТІВ. Для дослідження фазових
рівноваг в потрійній системі CeО2–La2O3–
Eu2O3 були приготовлені зразки, склади
яких лежать на чотирьох променях: CeO2
- (50 мол. % La2O3-50 мол. % Eu2O3),
Ізотермічний переріз діаграми стану системи CeО2–La2O3–Eu2O3 при температурі 1250 °C
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3 37
Eu2O3 - (50 мол. % La2O3-50 мол. % CeO2),
CeO2 - (10 мол. % La2O3-90 мол. % Eu2O3)
та La2O3- (50 мол. % Eu2O3-50 мол. %
CeO2. Як вихідні речовини використову-
вали церій азотнокислий Ce(NO3)3⋅6H2O
та La2O3 марки ЛаО-1, а також Eu2O3 з
вмістом основних компонентів 99,99 %.
Оксиди перед зважуванням просушували
в муфелі при 1200 °С (2 год). Шихти роз-
чиняли у HNO3 (1:1), випарювали та про-
жарювали при 800 °С протягом 2 год. По-
рошки пресували в таблетки діаметром 5 і
висотою 4 мм одностроннім пресуванням
у сталевій прес-формі без зв’язки під тис-
ком 10–30 МПа. Термообробку проводи-
ли в печі з нагрівачами H23U5T (фехраль)
при 1250 °С протягом 6200 год, у повітрі.
Охолодження проводили разом з піччю. В
області низьких температур ( ≤ 1250 °C)
фазові рівноваги, що включають процеси
розпаду та впорядкування, встановлю-
ються досить повільно внаслідок малої
швидкості дифузійних процесів в катіон-
ній підгратці, що обумовлює необхідність
довготривалого відпалу зразків [26]. Че-
рез певні проміжки часу перевіряли пов-
ноту синтезу, зразки перетирали, пресу-
вали та здійснювали подальшу термічну
обробку. Після відпалу протягом 6200 год
(1250 °С) зміни фазового складу зразків
не спостерігали.
Рентгенофазовий аналіз (РФА) зразків
виконували за методом порошку на уста-
новці ДРОН-3 при кімнатній температурі
(CuКα-випромінювання, Ni - фільтр).
Крок сканування складав 0.05−0.1 град,
експозиція 4 с у діапазоні кутів 2θ від 10
до 100°. Параметри елементарних комі-
рок розраховували за методом най-
менших квадратів з використанням про-
грами LATTIC з похибкою не нижче
0.0002 нм для кубічної фази. Для встано-
влення фазового складу застосовували
базу даних Міжнародного комітету по-
рошкових стандартів (JSPSDS
International Center for Diffraction Data
1999).
Мікроструктури вивчали за допомо-
гою скануючої електронної мікроскопії
на не травлених шліфах відпалених зраз-
ків, які попередньо надавали ультразву-
ковому очищенню в ацетоні та напилю-
вали шар золота, на установці
SUPERPROBE-733 (JEOL, Japan, Palo
Alto, CA) у зворотно відбитих електронах
(BSE).
У потрійній системі CeО2–La2O3–
Eu2O3 при 1250 °С нові фази не виявлені.
Характер фазових рівноваг в системі ви-
значає будова обмежуючих подвійних си-
стем. При 1250 °С в системі CeО2–La2O3–
Eu2O3 утворюються поля твердих розчи-
нів на основі кубічної модифікації (F) із
структурою типу флюориту CeО2, монок-
лінної (В) і кубічної (С) модифікацій
Eu2O3, гексагональної (А) модифікації
La2O3.
За отриманими результатами побудо-
вано ізотермічний переріз діаграми стану
системи CeО2–La2O3–Eu2O3 при 1250 °С
(рис. 1). Вихідний хімічний і фазовий
склад зразків, випалених при 1250 °С, па-
раметри елементарних комірок фаз, що
знаходяться в рівновазі при заданій тем-
пературі приведені в таблиці.
В області з великим вмістом оксиду
європію утворюються тверді розчини на
основі моноклінної В-модифікації Eu2O3.
Область гомогенності В-Eu2O3 займає не-
значну площу ізотермічного перерізу.
О.А. Корнієнко, О.І.Биков, А.В. Самелюк , Ю.В.Юрченко
38 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3
Рис. 1. Ізотермічний переріз діаграми стану
системи CeO2-Ln2O3-Eu2O3 при температурі
1250 °С (●- трифазні ◑ - двофазні та ○ – од-
нофазні зразки)
Границя області гомогенності вище
вказаних твердих розчинів проходить від
відповідних координат в обмежуючих
подвійних системах CeО2-Eu2O3 (0-1 мол.
% CeО2) та La2O3-Eu2O3 (0-25 мол. %).
Встановлено, що зразки складів 0.5 мол.
% CeО2-0.5 мол. % La2O3-99 мол. % Eu2O3
та 1 мол. % CeО2-9.9 мол. % La2O3-89.1
мол. % Eu2O3 належить до двофазної об-
ласті (В + С).
Звідси випливає, що межа існування
зазначених твердих розчинів досить вузь-
ка та становить менше 0.5 мол. % CeО2.
Тверді розчини на основі В-Eu2O3 пере-
бувають в рівновазі з усіма фазами, що
утворюються при даній температурі та
існують в двофазних (С + B), (B + F) (A +
B) та трифазних (F + B + A), (F + B + C)
областях (табл.).
Вздовж сторони обмежуючої подвій-
ної системи утворюється область гомо-
генності твердих розчинів на основі кубі-
чної модифікації оксиду європію.
Слід відмітити, що в області багатій
La2O3 в дослідженій системі повинні утво-
рюватися тверді розчини на основі А-La2O3,
однак оксид лантану на повітрі гідратує і
замість гексагональної фази La2O3 спостері-
гали утворення гідроксиду лантану
La(OH)3. Область гомогенності вище вказа-
них твердих розчинів вигнута в напрямку
кута з великим вмістом оксиду лантану та
проходить від відповідних координат в об-
межуючих подвійних системах CeО2-La2O3
(100-83 мол. % La2O3) та La2O3-Eu2O3 (100-
80 мол. % La2O3). Тверді розчини А-La2O3
існують в двофазних (A + F), (A + В) та
трифазній (A + B + F) областях.
Область гомогенності твердого роз-
чину на основі кубічної модифікації типу
флюориту F-CeO2 має достатню протяж-
ність. Нижня концентраційна границя об-
ласті гомогенності вище вказаних твер-
дих розчинів вигнута в напрямку змен-
шення вміст оксиду церію та проходить
Рис. 2. Концентраційні залежності парамет-
рів елементарних комірок твердих розчинів
типу флюориту (F-СеО2), за перерізом СеО2–
(50 мол. % La2O3–50 мол. % Eu2O3) після
термообробки зразків при 1250 °C.
Ізотермічний переріз діаграми стану системи CeО2–La2O3–Eu2O3 при температурі 1250 °C
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3 39
Рис. 3 – Концентраційні залежності парамет-
рів елементарних комірок твердих розчинів
типу флюориту (F-СеО2), за перерізом СеО2–
(10 мол. % La2O3–90 мол. % Eu2O3) після
термообробки зразків при 1250°C.
від відповідних координат в обмежуючих
подвійних системах CeО2-La2O3 (100-51
мол. % CeО2) та CeО2-Eu2O3 (100-79 мол.
% CeО2). Протяжність F-фази визначаєть-
ся за рентгенограмами зразків наступних
складів: 60 мол. % CeО2-20 мол. % La2O3-
20 мол. % Eu2O3, 75 мол. % CeО2-2.5 мол.
% La2O3-22.5 мол. % Eu2O3- однофазні
(F), 55 мол. % CeО2-22.5 мол. % La2O3-
22.5 мол. % Eu2O3, 70 мол. % CeО2-3 мол.
% La2O3-27 мол. % Eu2O3 – двофазні
(F+С). Параметри елементарної комірки
твердого розчину типу флюориту зміню-
ються від а = 0.5409 нм, для чистого СеО2
до а = 0.5512 нм для двофазного зразка (F
+ C), що містить 55 мол. % CeО2-22.5
мол. % La2O3-22.5 мол. % Eu2O3та до
а = 0.5526 нм для трифазного зразка (F +
В + C), що містить 40 мол. % CeО2-30
мол. % La2O3-30 мол. % Eu2O3 та до
а = 0.5532 нм для трифазного зразка (А +
а б
в г
д е
Рис. 4 – Мікроструктури зразків системи
CeO2–La2O3–Eu2O3, випалених при 1250 °С,
BSE: а -35 мол. % CeO2–32,5 мол. % La2O3–
32,5 мол. % Eu2O3, ×2000 (B); б -2.5 мол. %
CeO2–30 мол. % La2O3–30 мол. % Eu2O3,
×400 (B + C); в – 22.5 мол. % Y2O3–22.5
мол. % La2O3–55 мол. % Eu2O3, × 2000
(F+B+C); г - 20 мол. % CeO2–20 мол. %
La2O3–60 мол. % Eu2O3, × 400 (F+B+C); д -
55 мол. % Y2O3–22.5 мол. % La2O3–22.5
мол. % Eu2O3, × 2000 (F + C); е- 90 мол.
%CeO2–5 мол. % La2O3–5 мол. %Eu2O3,
×400 (F).
F + В), що містить 30 мол. % CeО2-35мол.
% La2O3 -35 мол. % Eu2O3 вздовж проме-
ню CeO2 ( 50 мол. % La2O3-35 мол. %
Eu2O3). А також від а = 0.5409 нм, для чи-
стого СеО2 до а = 0.5444 нм для двофаз-
ного зразка (F + C), що містить 70 мол. %
CeО2-3 мол. % La2O3-27 мол. % Eu2O3
О.А. Корнієнко, О.І.Биков, А.В. Самелюк , Ю.В.Юрченко
40 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3
Таблиця
Вихідний хімічний і фазовий склад, параметри елементарних комірок фаз після випалу
зразків системи СeO2–La2O3–Eu2O3 при 1250 ºС, 6200 год. (за даними РФА, та електронної
мікроскопії)
Хімічний склад, мол. % Фазовий
склад і параметри елементар-
них комірок, нм
Параметри елементарних комі-
рок фаз, нм (а± 0.0002)
СeO2 La2O3 Eu2O3 <C> <F>
1 2 3 4 5 6
Переріз CeO2 - (50 мол. % La2O3 – 50 мол.% Eu2O3)
5 47.5 47.5 <A>+<F>+<B> - 0,5532
10 45 45 <A>+<F>+<B> - 0,5541
15 42.5 42.5 <A>+<F>+<B> - 0,5534
20 40 40 <A>+<F>+<B> - 0,5532
25 37.5 37.5 <A>+<F>+<B> - 0,5534
30 35 35 <A>+<F>+<B> - 0,5528
35 32.5 32.5 <F>+<B>+<C> 1,1058 0,5526
40 30 30 <F>+<B>+<C> 1,1057 0,5526
45 27.5 27.5 <F>+<C> 1,1044 0,5522
50 25 25 <F>+<C> 1,1029 0,5517
55 22.5 22.5 <F>+<C> 1,1012 0,5512
60 20 20 <F> - 0,5507
65 17.5 17.5 <F> - 0,5493
70 15 15 <F> - 0,5489
75 12.5 12.5 <F> - 0,5470
80 10 10 <F> - 0,5460
85 7.5 7.5 <F> - 0,5451
90 5 5 <F> - 0,5437
95 2.5 2.5 <F> - 0,5442
100 0 0 <F> - 0,5409
Переріз CeO2 - (10 мол. % La2O3– 90 мол.% Eu2O3)
1 9.9 89.1 <C> + <B> - -
2 9.8 88.2 <C> + <B> - -
3 9.7 87.3 <C> + <B> - -
4 9.6 86.4 <C> + <B> - -
5 9.5 85.5 <C> + <B> - -
10 8.5 76.5 <F>+<B>+<C> - 0,5464
20 8 72 <F>+<B>+<C> - 0,5465
30 7 63 <F> + <С> - 0,5460
40 6 54 <F> + <C> - 0,5453
45 5.5 49.5 <F>+<C> - 0,5454
50 5 45 <F>+<C> - 0,5450
55 4.5 40.5 <F>+<C> - 0,5451
Ізотермічний переріз діаграми стану системи CeО2–La2O3–Eu2O3 при температурі 1250 °C
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3 41
Продовження таблиці
1 2 3 4 5 6
60 4 36 <F>+<C> - 0,5444
65 3.5 31.5 <F>+<C> - 0,5447
70 3 27 <F>+<C> - 0,5444
75 2.5 22.5 <F> - 0,5437
80 2 18 <F> - 0,5432
85 1.5 13.5 <F> - 0,5423
90 1 9 <F> - 0,5416
Переріз Eu2O3 - (50 мол. % CeO2– 50 мол.% La2O3)
0.5 0.5 99 <B>+<C> 1,0840 -
1 1 98 <B>+<C> 1,0842 -
1.5 1.5 97 <B>+<C> 1,0845 -
2 2 96 <B>+<C> 1,0848 -
5 5 90 <B>+<C> 1,0851 -
7.5 7.5 85 <B>+<C> 1,0856 -
12.5 12.5 75 <F>+<B>+<C> 1,0900 0,5546
15 15 70 <F>+<B>+<C> 1,0890 0,5545
17.5 17.5 65 <F>+<B>+<C> 1,0900 0,5544
20 20 60 <F>+<B>+<C> 1,0880 0,5545
22.5 22.5 55 <F>+<B>+<C> 1,0910 0,5545
40 40 20 <A>+<F>+<B> - 0,5549
42.5 42.5 15 <A>+<F>+<B> - 0,5550
47.5 47.5 5 < F > + < А > - 0,5562
Переріз La2O3 - (50 мол. % CeO2– 50мол.% Eu2O3)
2.5 95 2.5 <А> - -
5 90 5 <А> - -
7.5 85 7.5 <F> + <А> - -
12.5 75 12.5 <A>+<F>+<B> - -
17.5 65 17.5 <A>+<F>+<B> - -
22.5 55 22.5 <A>+<F>+<B> - -
22.5 55 22.5 <A>+<F>+<B> - -
20 40 20 <A>+<F>+<B> - -
32.5 35 32.5 <F>+<B> - -
35 30 35 <F>+<B>+<C> - -
37.5 25 37.5 <F>+<C> - -
40 20 40 <F>+<C> - -
* При заданих умовах (Т = 1250 ºC. 6200 год., на повітрі) гексагональна модифікація A–La2O3 в за-
значених складах не гартується. замість неї спостерігали утворення гексагональної модифікації А–
La(OH)3. Позначення фаз: <A>– тверді розчини на основі гексагональної модифікації La2O3;<С>–
на основі кубічної модифікації Eu2O3; <B>– тверді розчини на основі моноклінної модифікації
Eu2O3. F – тверді розчини на основі кубічної модифікації з структурою типу флюориту СеО2.
О.А. Корнієнко, О.І.Биков, А.В. Самелюк , Ю.В.Юрченко
42 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3
та до а = 0.5465 нм для трифазного зразка
(F + В + C), що містить 20 мол. % CeО2-8
мол. % La2O3-72 мол. % Eu2O3 ( табл, рис.
2, 3).
Мікроструктури, що характеризують
різні фазові області даного ізотермічного
перерізу представлені на рис. 4.
Мікроструктура однофазного зразка
В-Eu2O3 характеризується зернами ізоме-
тричної форми рис. 4 а. На рис. 4 б пред-
ставлена структура, що належить гетеро-
генній області (С+В). Дана структура ха-
рактеризується крихкою фазою, що нале-
жить С- Eu2O3, а фаза В- Eu2O3 характе-
ризується мінімальною кількістю пор. На
рис. 4 в, г представлено структура трифа-
зної області (F+B+C). Всі фази чітко роз-
різняються за контрастом. Згідно даних
мікрорентгеноспектрального аналізу, те-
мна область збагачена церієм, і може бу-
ти ідентифікована як фаза F- CeО2, світла
фаза збагачена європієм і належить В-
Eu2O3, крихка фаза відповідає С- Eu2O3.
ВИСНОВКИ. За допомогою методів
рентгенофазового та мікроструктурного
аналізів вперше досліджено фазові рівно-
ваги в потрійній системі СеO2–La2O3–
Eu2O3 при 1250 °С. Отримані дані рентге-
нофазового та мікроструктурного аналізів
узгоджуються між собою. Встановлено,
що ізотермічний переріз діаграми стану
системи СеO2–La2O3–Eu2O3 при 1250 °С
характеризується наявністю двох трифаз-
них (F+B+C), (A+F+B) та п’яти двофаз-
них (A+F), (A+B), (F+B), (B+C), (F+C)
областей. Для визначення положення
границь фазових полів наряду з даними
щодо фазового складу зразків використо-
вували концентраційні залежності пара-
метрів елементарних комірок утворених
фаз. На основі отриманих даних встанов-
лено, що параметри елементарної комірки
F-CeO2 збільшується з зростанням вмісту
Ln3+. Зміна параметрів елементарної ко-
мірки фаз визначається стеричним факто-
ром - іонними розмірами катіонів Ce4+
(0.090 нм), а також La3+ (0. 114 нм) та
Eu3+ (0. 0985 нм). Іони Ln3 + заміщують іо-
ни Се4+ у вузлах решітки типу флюориту,
а для збереження зарядової нейтральності
кристалу компенсація різниці зарядів іо-
нів відбувається завдяки появі кисневих
вакансій у вузлах іонів кисню. Однак, є
певні граничні значення розчинності Ln3+,
які відповідають критичній концентрації
вакансій, за межами яких решітка типу
флюориту Fm3m стає нестійкою і перет-
ворюється на іншу кубічну решітку Ia3,
яка характерна для твердих розчинів С-
типу на основі оксидів РЗЕ.
Представлені результати можуть бути
використані для вибору оптимальних
складів та розробки нових функціональ-
них матеріалів з покращеними характери-
стиками.
ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ СЕЧЕНИЕ ДИАГРАМ-
МЫ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ CeО2–La2O3–
Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 1250 °C
О. А. Корниенко, А. И. Быков, А.В. Самелюк,
Ю.В. Юрченко
Інститут проблем матеріалознавства ім.
І.М. Францевича НАН України, вул. Кржи-
жановського 3, Київ, 03680, Україна
*е-mail: Kornienkooksana@ukr.net
С помощью методов рентгеновского фазово-
го и микроструктурного анализов исследова-
mailto:Kornienkooksana@ukr.net
Ізотермічний переріз діаграми стану системи CeО2–La2O3–Eu2O3 при температурі 1250 °C
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3 43
ны фазовые равновесия и структурные пре-
вращения в системе СеO2–La2O3–Eu2O3 при
температуре 1250 ºС во всем интервале кон-
центраций. Установлено, что в системе обра-
зуются поля твердых растворов на основе
кубической (F) модификации со структурой
типа флюорита CeО2, моноклинной (В) и ку-
бической (С) модификации Eu2O3, а также
гексагональной (А) модификации La2O3. Оп-
ределены границы фазовых полей и парамет-
ры элементарных ячеек образующихся фаз.
К л ю ч е в ы е с л о в а: оксиды РЗЭ, фазо-
вые равновесия, твердые растворы
PHASE RELATION STUDIES IN THE CeO2-
La2O3-Eu2O3 SYSTEM AT 1250 °С
О. А. Kornienko, O. I. Bykov, А.V. Sameliuk,
Yu.V. Yurchenko
I. Frantsevich Institute for Problems of Materi-
als Science, NAS of Ukraine, 3
Krzhyzhanovskoho str., 03680 Kyiv, Ukraine
*е-mail: Kornienkooksana@ukr.net
Using the methods of physicochemical analy-
sis (XRD, petrography, scanning electron micros-
copy analyses) phase equilibria were firstly inves-
tigated in the ternary system СeO2–La2O3–Eu2O3
system at 1250 ºС. It was established that in the
system there exist fields of solid solutions based
on cubic with fluorite-type structure (F) and cu-
bic (С) and monoclinic (B) modification Eu2O3
and hexagonal (A) modification of La2O3. No
new phases were found. The refined lattice pa-
rameters of the unit cells for solid solutions for
the systems were determined.
The cubic ceria-based solid solution has a
fluorite-type structure and homogeneity field
shows the maximum extension. It forms solid
solutions of substitution type with phases of bi-
nary systems.
The boundary of the homogeneity field of
F-phase is curved from the center of triangle
toward the CeO2 corner and passes through ap-
propriate points in the binary CeО2-Eu2O3(100-
69 mol % CeO2) and CeO2–La2O3 (100-51
mol% CeO2) systems. The lattice parameters for
F phase vary from а = 0.5409 nm in pure
СеО2toа = 0.5512 nm in two-phase sample (F +
C) containing 55 mol % CeО2-22.5 mol %
La2O3-22.5 mol % Eu2O3and to а = 0.5526 nm
in three-phase sample (F + В + C) containing
40 mol % CeО2-30 mol % La2O3-30 mol %
Eu2O3 and to а = 0.5532 nm in three-phase
sample (А + F + В) containing 30 mol % CeО2-
35 mol % La2O3-35 mol % Eu2O3along the sec-
tion CeO2 ( 50 mol % La2O3-35 mol % Eu2O3).
The lattice parameters for F phase vary from
а = 0.5409 nm in pure СеО2toа = 0.5444 nm nm
in two-phase sample (F + C), containing 70 mol
% CeО2-3 mol % La2O3-27 mol % Eu2O3and to
а = 0.5465 nm in three-phase sample (F + В +
C) containing 20 mol % CeО2-8 mol % La2O3-
72 mol % Eu2O3.
The homogeneity field of solid solution
based on A-La2O3 extends to 17 mol % СеO2
and 20 mol % Eu2O3 in the corresponding bina-
ry systems and locates near the composition 5
mol % CeO2-90 mol % La2O3-5 mol % Eu2O3
on the section La2О3 - (50 mol % CeО2-50 mol
% Eu2О3).
The boundary of the homogeneity field o f
B- Eu2O3 phase passes through appropriate
points in the binary CeО2-EuO3 (0-1 mol%
CeO2) and–Eu2O3 (0-25 mol% La2O3) systems.
The isothermal section of the CeO2– La2O3–
Eu2O3 system at 1250°C contains four three-
phase regions (A+F+B, F+B+C) and five two-
phase regions (F+A, A+B, F+B, B+C, F+C).
K e y w o r d s: Phase equilibrium, Lattice pa-
rameter, solid solutions.
О.А. Корнієнко, О.І.Биков, А.В. Самелюк , Ю.В.Юрченко
44 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3
ЛІТЕРАТУРА
1. Pinheiro D., Devi K. R. S., Karthik K., Jose
A. and Sugunan S. Phytogenic CeO2-Sm2O3
nanocomposites with enhanced catalytic
activity for reductionof 4-nitrophenol //
Mater. Res. Express. – 2019. -6, -P.08-11.
2. Sato K., Yugami H., Hashida T. Effect o f
rare-earth oxides on fracture properties o f
ceria ceramics // J. of Materials Science. –
2004. - 39. – P.5765-5770.
3. Zhu B., Tahara Y., Yasunaga K., Matsui T.,
Hori F., Iwase A. Study on analysis crysta l
structure in CeO2 doped with Er2O3 or
Gd2O3 // J. of Rare Earths. – 2010. - 28. –
P.164-167.
4. Kimpton J., Randle T.H., Drennan J.,
Investigation of electrical conductivity as f
function of dopant- ion radius in the systems
Zr0.75Ce0.08M0.17O1.92 (M = Nd, Sm,Gd, Dy,
Ho, Y, Er, Yb, Sc) // Solid State Ionics. –
2002. - 149. – P.89-98.
5. Anjana P.S., Joseph T., Sebastian M. T.,
Microwave dielectric properties of (1-x)
CeO2-x RE2O3 (RE=La, Nd, Sm, Eu, Gd,
Dy, Er, Tm, Yb, and Y) (0 ≤ x ≤1) ceramics
// J. of Alloys and Compounds. – 2010. -
490. – P.208-213.
6. Zhu B., Ohno H., Kosugi S., Hori F.,
Yasunaga K., Ishikawa N., Iwase A. Effects
of swift heavy ion irradiation on the
structure of Er2O3-doped CeO2 // Nuclear
Instruments and Methods in Physics
Research. – 2010. –268.– P.3199-3202.
7. Garrido Pedrosa A.M., da Silva J.E.C.,
Pimentel P.M., Melo D.M.A., Silva F.R.G.
Synthesis and optical investigation o f
systems involving mixed Ce and Er oxides
// J. of Alloys and Compounds. – 2004. -
374. – P.223-225.
8. Maschio S., Aneggi E., Trovarelli A., Sergo
V. Influence of erbia or europia doping on
crystal structure and microstructure of ceria-
zirconia (CZ) solid solutions // Ceramics
International. – 2008. - 34. – P.1327-1333.
9. Ito T., Yoshino M., Iwasaki K., Matsui T.,
Nagasaki T. Photoluminescence of Er-
containing metal oxide in U-band //
Proceedings of International Symposium on
Eco Topia Science. – 2007. –07. – P.128-
130.
10. Sibieude F., Hernandez D. and Foex M.,
C.R. Acad. Sci., 1974, Ser. C, 278, 1273.
11. Brauer G., Gradinger H.Über heterotype
Mischphasen bei Seltenerdoxyden. -J.
Anorg. Algem. Chem. – 1954 –276. –
P.209-226.
12. Bacquet G., Bouysset C. and Hernandez
D. E.S.R. of Gd3+ in La2O3 and its solid
solutions with CeO2. - J. Physique. – 1976. -
37(12). – P.204-207.
13. Bevan D.J.M. and Mann A.W. The
crystal structure of Y7O6F9. - Acta Cryst. –
1975. -31. -P.1406-1411.
14. Minkova N. and Aslanian S.Isomorphic
substitutions in the CeO2-La2O3 system at
850 °C.- Cryst. Res. Technol. – 1989. –24.
–P.351-354.
15. Sung B. J., Kil C. W., Hee L. C. The
crystal structure of ionic conductor LaxCe1-
xO2-x/2. - J. European Ceramic Society. –
2004. –24.-P.1291-1294.
16. Morris B.C., Flavell W.R., Mackrodt
W.C. and Morris M.A. Lattice parameter
changes in the mixed oxide system LaxCe1-
xO2-x/2 – a combined experimental and
theoretical study. - J. Mater. Chem. – 1993.
-3 (10). – P.1007.
17. Sibieude F., Schiffmacher G. and Caro
P. Étude au microscope électronique de
Ізотермічний переріз діаграми стану системи CeО2–La2O3–Eu2O3 при температурі 1250 °C
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3 45
structures modulées dans les régions
systéme La2O3-CeO2 riches en La2O3. - J.
Solid State Chemistry. – 1978. - 23(3-4) –
P.361-367.
18. Andrievskaya E.R., Kornienko O.A,
Sameljuk A.V., Sayir A. Phase Relation
Studies in the CeO2-La2O3 System at 1100
to 1500 °С // J. of the European Ceramic
Society. – 2011. -31 (7). – Р.1277-1283.
19.Toropov S. А. Phase Diagrams of the
Refractory Oxide Systems, Binary systems,
chapter 3/ S. А. Toropov. – L:, Nauka,
1987. – 264 c.
20.Kuto T. Oxygen Ion conduction of fluorite-
Type Ce1-xLnxO2-x/2 (Ln= lanthanide
Element). - J. Electrochem Soc. – 1975. –
P.142-147.
21.Yamamura H.,Nishino H., Kakinuma K.,
Nomura K. Crystal phase and electrica l
conductivity in the pyrochlore-type
composition systems, Ln2Ce2O7 (Ln = La,
Nd, Sm, Eu, Gd, Y and Yb). - J. of the
Ceram. Soc. of Japan. –2003. – 111. –
P.902-906.
22.Kumar B. A., Sankaranarayanan V. Ionic
transport properties in nanocrystalline
Ce0.8A0.2O2-δ (with A =Eu, Gd, Dy, and Ho)
materials // Nanoscale Res Lett. –2010. – 5.
– P.637-643.
23.Andrievskaya E.R., Kornienko O. A.,
Sameljuk A.V., Sayir A. Phase Relation
Studies in the CeO2-Eu2O3 System at 600 to
1500 °С // J. of the European Ceramic
Society – 2020. – 40. – P.751-758.
24.Андриевская Е. Р. Корниенко О. А., Крючко
А. В., Багатырева Ж. Д. Взаимодействие и
свойства фаз в системе La2O3–Eu2O3 при
1500 °С // Материалы и покрытия в экстре-
мальных условиях: исследования, приме-
нение, экологически чистые технологии
производства и утилизации изделий: IX
Международноя конференція: тезисы до-
кладов – Киев, 2016. – С. 21
25.Schneider S. J., Roth R. S. Phase equilibria in
systems the rare-earth oxides. Part II. Solid
state reaction in trivalent rare-earth oxide
systems// Physics and chemistry. – 1960. –
64A (4).– P.318–332.
26.Андриевская Е.Р. Фазовые равновесия в
системах оксидов гафния, циркония и
иттрия с оксидами редкоземельных эле-
ментов: Монография. – К.: Наук. думка,
2010. – 470 с.
REFERENCES
1. Pinheiro D., Devi K. R. S., Karthik K., Jose
A. and Sugunan S. Phytogenic CeO2-Sm2O3
nanocomposites with enhanced catalytic
activity for reductionof 4-nitrophenol.
Mater. Res. Express. 2019, 6: 08.
2. Sato K., Yugami H., Hashida T. Effect o f
rare-earth oxides on fracture properties o f
ceria ceramics. J. of Materials Science.
2004. 39: 5765.
3. Zhu B., Tahara Y., Yasunaga K., Matsui T.,
Hori F., Iwase A. Study on analysis crysta l
structure in CeO2 doped with Er2O3 or
Gd2O3. Journal of Rare Earths.
2010.28:.164.
4. Kimpton J.,Randle T.H., Drennan J.
Investigation of electrical conductivity as
function of dopant- ion radius in the systems
Zr0.75Ce0.08M0.17O1.92 (M = Nd, Sm,Gd, Dy,
Ho, Y, Er, Yb, Sc). Solid State Ionics. 2002.
149: 89.
5. Anjana P. S., Joseph T., Sebastian M. T.
Microwave dielectric properties of (1-x)
CeO2-x RE2O3 (RE=La, Nd, Sm, Eu, Gd,
Dy, Er, Tm, Yb, and Y) (0 ≤ x ≤1)
ceramics. Journal of Alloys and
Compounds. 2010. 490: 208.
О.А. Корнієнко, О.І.Биков, А.В. Самелюк , Ю.В.Юрченко
46 ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3
6. Zhu B., Ohno H., Kosugi S., Hori F.,
Yasunaga K., Ishikawa N., Iwase A. Effects
of swift heavy ion irradiation on the
structure of Er2O3-doped CeO2. Nuclear
Instruments and Methods in Physics
Research. 2010. 268: 3199.
7. Garrido Pedrosa A.M., da Silva J.E.C.,
Pimentel P.M., Melo D.M.A.,. Silva F.R.G.
Synthesis and optical investigation o f
systems involving mixed Ce and Er oxides.
Journal of Alloys and Compounds. 2004.
374: 223.
8. Maschio S., Aneggi E., Trovarelli A., Sergo
V. Influence of erbia or europia doping on
crystal structure and microstructure o f
ceria-zirconia (CZ) solid solutions.
Ceramics International. 2008. 34: 1327.
9. Ito T., Yoshino M., Iwasaki K., Matsui T.,
Nagasaki T. Photoluminescence of Er-
containing metal oxide in U-band.
Proceedings of International Symposium on
Eco Topia Science. 2007. 128.
10. Sibieude, F., Hernandez, D. and Foex,
M., C.R. Acad. Sci. 1974.Ser. C, 278, 1273
11. Brauer, G., Gradinger, H., Über
heterotype Mischphasen be i
Seltenerdoxyden. Journal Anorg. Algem.
Chem. 1954.276: 209.
12. Bacquet G., Bouysset C. and Hernandez
D. E.S.R. of Gd3+ in La2O3 and its solid
solutions with CeO2. Journal Physique.
1976.37(12): 204
13. Bevan D.J.M. and Mann A.W. The
crystal structure of Y7O6F9. Acta Cryst.
1975.B3:1411.
14. Minkova N. and Aslanian S.Isomorphic
substitutions in the CeO2-La2O3 system at
850 °C.Cryst. Res. Technol. 1989.24: 351.
15. Sung B. J., Kil C.W., Hee L. C. The crystal
structure of ionic conductor LaxCe1-xO2-x/2.
Journal European Ceramic Society.
2004.24: 1291.
16. Morris B.C., Flavell W.R., Mackrodt
W.C. and Morris M.A. Lattice parameter
changes in the mixed oxide system LaxCe1-
xO2-x/2 – a combined experimental and
theoretical study. Journal Mater. Chem.
1993., 3 (10): 1007.
17. Sibieude F., Schiffmacher G. and CaroP.
Étude au microscope électronique de
structures modulées dans les régions
systéme La2O3-CeO2 riches en La2O3. J.
Solid State Chemistry. 1978.23(3-4): 361.
18. Andrievskaya E.R., Kornienko O.A,
Sameljuk A.V., Ali Sayir PhaseRelation
Studies in the CeO2-La2O3System at 1100
to 1500 °С. Journal of the European
Ceramic Society. – 2011. -31 (7): 1277.
19. Toropov S. А. Phase Diagrams of the
Refractory Oxide Systems, Binary systems,
chapter 3/ S. А. Toropov. – L:, Nauka,
1987. – 264 p.
20. Kuto T. Oxygen Ion conduction of
fluorite-Type Ce1-xLnxO2-x/2 (Ln=
lanthanide Element) / T. Kuto, H. Obayashi.
Journal Electrochem Soc. 1975. 142.
21. Yamamura H.,Nishino H., Kakinuma K.,
Nomura K. Crystal phase and electrica l
conductivity in the pyrochlore-type
composition systems, Ln2Ce2O7 (Ln = La,
Nd, Sm, Eu, Gd, Y and Yb). Jounnal of the
Ceram. Soc. of Japan. 2003.111: 902.
22. Kumar B. A., Sankaranarayanan V. Ionic
transport properties in nanocrystalline
Ce0.8A0.2O2-δ (with A =Eu, Gd, Dy, and Ho)
materials. Nanoscale Res Lett. 2010. 5: 637.
23. Andrievskaya E.R., Kornienko O. A.
Sameljuk A.V., Sayir A. PhaseRelation
Ізотермічний переріз діаграми стану системи CeО2–La2O3–Eu2O3 при температурі 1250 °C
ISSN 0041-6045. УКР . ХІМ . ЖУРН ., 2020, т . 86, No 3 47
Studies in the CeO2-Eu2O3System at 600 to
1500 °С. Journal of the European Ceramic
Society. 2020.40: 751.
24. Andrievskaya E.R., Kornienko O.A.,
Kryuchko A.V., Bogatyryova J.D. Phase
reactions and properties of phases in the
La2O3-Eu2O3 system at temperature of 1500
°С.Abstract of IX International Conference
“Materials and Coatings for Extreme
Environments Performance: Investigations,
Applications, Ecologically Safe
Technologies for their Production and
Utilization”. 2016. Kiev, Ukraine, 2016. –
Р. 21.
25. Schneider S. J. Phase equilibria in
systems the rare-earth oxides. Part II. Solid
state reaction in trivalent rare-earth oxide
systems / S. J. Schneider, R. S. Roth //
Physics and chemistry. – 1960. – Vol. 64A,
No. 4. – P. 318–332.
26. Andrievskaya E. R. Phase equilibriums
in systems of hafnia, zirconia, and yttria
with REE oxides: Моnograph., Кyiv :
Naukova Dumka, (2010), 470.
Надійшла 18.01.2020
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-135 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:01:59Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/34/aa12de203dd5b266abaf7a1fbb2e9a34.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-1352026-07-22T08:23:42Z PHASE RELATION STUDIES IN THE CeO2-La2O3-Eu2O3 SYSTEM AT 1250 °С ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ СЕЧЕНИЕ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ CeО2–La2O3–Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 1250 C ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ CeО2–La2O3–Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1250 C Kornienko , Oksana Bykov, Oleksandr Sameliuk, Аnatoliy Yurchenko, Yuri Phase equilibrium, Lattice parameter, solid solutions Using the methods of physicochemical analysis (XRD, petrography, scanning electron microscopy analyses) phase equilibria were firstly investigated in the ternary system СeO2–La2O3–Eu2O3 system at 1250&nbsp;ºС. It was established that in the system there exist fields of solid solutions based on cubic with fluorite-type structure (F) and cubic (С) and monoclinic (B) modification Eu2O3 and hexagonal (A) modification of La2O3. No new phases were found. The refined lattice parameters of the unit cells for solid solutions for the systems were determined. The cubic ceria-based solid solution has a fluorite-type structure and homogeneity field shows the maximum extension. It forms solid solutions of substitution type with phases of binary systems. The boundary of the homogeneity field of F-phase is curved from the center of triangle toward the CeO2 corner and passes through appropriate points in the binary CeО2-Eu2O3(100-69 mol % CeO2) and CeO2–La2O3 (100-51 mol% CeO2) systems. The lattice parameters for F phase vary from&nbsp; а&nbsp;=&nbsp;0.5409 nm in pure СеО2toа&nbsp;=&nbsp;0.5512 nm in two-phase sample (F + C) containing 55 mol % CeО2-22.5 mol % La2O3-22.5&nbsp;mol % Eu2O3and to а&nbsp;=&nbsp;0.5526 nm in&nbsp; three-phase sample (F + В&nbsp; + C) containing 40 mol % CeО2-30 mol % La2O3-30 mol % Eu2O3 and to а&nbsp;=&nbsp;0.5532 nm in&nbsp; three-phase sample (А + F + В) containing 30 mol % CeО2-35 mol % La2O3-35&nbsp;mol % Eu2O3along the section CeO2 ( 50 mol % La2O3-35 mol % Eu2O3). The lattice parameters for F phase vary from&nbsp; а&nbsp;=&nbsp;0.5409 nm in pure СеО2 to а&nbsp;=&nbsp;0.5444 nm nm in two-phase sample (F + C), containing 70 mol % CeО2-3 mol % La2O3-27 mol % Eu2O3and to а&nbsp;=&nbsp;0.5465 nm in&nbsp; three-phase sample (F + В&nbsp; + C) containing 20 mol % CeО2-8 mol % La2O3-72&nbsp;mol % Eu2O3. The homogeneity field of solid solution based on A-La2O3 extends to 17 mol % СеO2 and 20 mol % Eu2O3 in the corresponding binary systems and locates near the composition 5 mol % CeO2-90 mol % La2O3-5 mol % Eu2O3 on the section La2О3 - (50 mol % CeО2-50 mol % Eu2О3). The boundary of the homogeneity field of B- Eu2O3 phase passes through appropriate points in the binary CeО2-EuO3 (0-1 mol% CeO2) and–Eu2O3 (0-25 mol% La2O3) systems. The isothermal section of the CeO2– La2O3–Eu2O3 system at 1250°C contains four three-phase regions (A+F+B, F+B+C) and five two-phase regions (F+A, A+B, F+B, B+C, F+C). V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2020-04-07 Article Article Physical chemistry Физическая xимия Фізична xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/135 10.33609/0041-6045.86.3.2020.35-47 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 86 No. 3 (2020): Ukrainian Chemistry Journal; 35-47 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 86 ##issue.no## 3 (2020): Украинский химический журнал; 35-47 Український хімічний журнал; Том 86 № 3 (2020): Український хімічний журнал; 35-47 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/135/88 Copyright (c) 2020 Oksana Kornienko , Oleksandr Bykov, Аnatoliy Sameliuk, Yuri Yurchenko https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Kornienko , Oksana Bykov, Oleksandr Sameliuk, Аnatoliy Yurchenko, Yuri ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ CeО2–La2O3–Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1250 C |
| title | ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ CeО2–La2O3–Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1250 C |
| title_alt | PHASE RELATION STUDIES IN THE CeO2-La2O3-Eu2O3 SYSTEM AT 1250 °С ИЗОТЕРМИЧЕСКОЕ СЕЧЕНИЕ ДИАГРАММЫ СОСТОЯНИЯ СИСТЕМЫ CeО2–La2O3–Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 1250 C |
| title_full | ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ CeО2–La2O3–Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1250 C |
| title_fullStr | ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ CeО2–La2O3–Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1250 C |
| title_full_unstemmed | ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ CeО2–La2O3–Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1250 C |
| title_short | ІЗОТЕРМІЧНИЙ ПЕРЕРІЗ ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМИ CeО2–La2O3–Eu2O3 ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1250 C |
| title_sort | ізотермічний переріз діаграми стану системи ceо2–la2o3–eu2o3 при температурі 1250 c |
| topic_facet | Phase equilibrium Lattice parameter solid solutions |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/135 |
| work_keys_str_mv | AT kornienkooksana phaserelationstudiesintheceo2la2o3eu2o3systemat1250s AT bykovoleksandr phaserelationstudiesintheceo2la2o3eu2o3systemat1250s AT sameliukanatoliy phaserelationstudiesintheceo2la2o3eu2o3systemat1250s AT yurchenkoyuri phaserelationstudiesintheceo2la2o3eu2o3systemat1250s AT kornienkooksana izotermičeskoesečeniediagrammysostoâniâsistemyceo2la2o3eu2o3pritemperature1250c AT bykovoleksandr izotermičeskoesečeniediagrammysostoâniâsistemyceo2la2o3eu2o3pritemperature1250c AT sameliukanatoliy izotermičeskoesečeniediagrammysostoâniâsistemyceo2la2o3eu2o3pritemperature1250c AT yurchenkoyuri izotermičeskoesečeniediagrammysostoâniâsistemyceo2la2o3eu2o3pritemperature1250c AT kornienkooksana ízotermíčnijpererízdíagramistanusistemiceo2la2o3eu2o3pritemperaturí1250c AT bykovoleksandr ízotermíčnijpererízdíagramistanusistemiceo2la2o3eu2o3pritemperaturí1250c AT sameliukanatoliy ízotermíčnijpererízdíagramistanusistemiceo2la2o3eu2o3pritemperaturí1250c AT yurchenkoyuri ízotermíčnijpererízdíagramistanusistemiceo2la2o3eu2o3pritemperaturí1250c |