Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,441

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ CuFe2-хCrхO4

Таланов В.М., Шабельская Н.П., Ульянов А.К.
Шпинели системы CuFe2-x CrxO4 находят широкое применение в качестве магнитных материалов и катализаторов. В состав исследуемой системы входит ян-теллеровский катион меди (II), вызывающий искажение кристаллической решетки шпинели. На фазовой диаграмме исследуемой системы были обнаружены три фазы: кубическая (Fd3m) для составов с параметром 0,4≤х≤1,8 и две тетрагональные I41/аmd - с параметром c/a>1 (для составов 0<х≤0,3) и c/a<1 (для 1,2≤х≤2,0). До настоящего момента не было проведено систематического изучения процессов образования фаз с пониженной симметрией в ходе твердофазных реакций. Поэтому изучение механизма образования твердых растворов в системе CuFe2-xCrxO4 является актуальной задачей.

Для приготовления образцов твердых растворов CuFe2-x CrxO4 были составлены сырьевые смеси из оксидов железа (III), хрома (III) и меди (II) марки хч, отвечающие стехиометрическому соотношению компонентов CuO, Fe2O3, Cr2O3 в твердых растворах шпинелей. Исходные оксиды имели размер зерна не более 0,1 мм (проходили через сито 10000 отв/см2). Навеска исходных оксидов была тщательно перемешана в течение часа на воздухе и отформована в виде таблетки диаметром 20 мм под давлением 150 кг/см2. Синтезировали шпинели при температурах 900-1100оС. Полноту синтеза контролировали с помощью рентгенофазового анализа (РФА) на рентгеновском дифрактометре ДРОН-1,5. Для идентификации фаз использовали картотеку ASTM, параметры элементарных ячеек определяли по линии (440) (кубическая фаза), (440) и (404) (тетрагональная фаза со степенью тетрагональности c/a<1), и (224) (тетрагональная фаза с c/a>1).

В ходе изучения процессов формирования структуры твердых растворовCuFe2-x CrxO4 выявлено, что концентрационная зависимость энергии активации процесса диффузии Q имеет V-образный вид, значения Q уменьшаются с понижением содержания катионов Fe3+ в составе твердого раствора до значений х = 1,0, а затем начинают увеличиваться, что может быть связано с изменением механизма диффузии. В области формирования тетрагональной фазы с параметром c/a<1 отмечено аномальное увеличение значений Q, что может быть связано с кинетическими затруднениями, возникающими вследствие образования продукта с искаженной структурой, препятствующей диффузии катионов в зону реакции при последующих циклах термообработки. При образовании тетрагональной фазы с параметром с/а>1 наблюдали увеличение скорости реакции.


Библиографическая ссылка

Таланов В.М., Шабельская Н.П., Ульянов А.К.

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ CuFe2-хCrхO4

// Фундаментальные исследования. – 2006. – № 3. – С. 88-89;
URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4906 (дата обращения: 06.03.2021).


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074