Проведено исследование структуры и теплофизических свойств материалов, образующихся в системе Dy2O3-HfO2 (мольное отношение от 1:3 до 3:1) в результате изотермических обжигов рентгеноаморфных смешанных гидроксидов при температурах до 1600 C. Показано, что при отношении от 1:3 до 1:1 процесс кристаллизации приводит к образованию однофазных твердых растворов, имеющих структуру дефектного флюорита с ярко выраженной неэквивалентностью параметров локального окружения атомов Dy и Hf. Установлено, что керамика на основе гафната диспрозия (Dy2O3 : HfO2 = 1 : 1) имеет низкую величину теплопроводности ~ 1,4 Вт / (м•К), практически не зависящую от температуры (до 800 С)
Д-р хим. наук В. В. ПОПОВ
1 (
e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.), д-р физ.-мат. наук А. П. МЕНУШЕНКОВ
1,
д-р физ.-мат. наук Я. В. ЗУБАВИЧУС
2, С. А. КОРОВИН
1, канд. хим. наук Е. А. ФОРТАЛЬНОВА
3,
канд. физ.-мат. наук А. Б. КРУГЛОВ
1, канд. техн. наук В. Б. КРУГЛОВ
1, Э. С. КУЛИК
2, д-р физ.-мат. наук А. А. ПИСАРЕВ
1
;
1Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) (Россия, г. Москва)
2НИЦ "Курчатовский институт" (Россия, г. Москва)
3Российский университет дружбы народов (Россия, г. Москва)
. Subramanian M. A., Aravamudan G., Subba Rao G. V. Ox-ide pyrochlores ? A review // Prog. Solid State Chem. 1983. V. 15. N 2. P. 55 ? 143.
2. Арсеньев П. А., Глушкова В. Б., Евдокимов А. А. и др. Со-единения редкоземельных элементов. Цирконаты, гафнаты, ниобаты, танталаты, антимонаты. М.: Наука, 1985. 261 c.
3. Владимиров В. Н., Лукин Е. С., Попова Н. А. и др. Новые виды огнеупорных теплоизоляционных материалов для экс-тремально высоких температур длительного применения // Стекло и керамика. 2011. ? 4. С. 14 ? 21.
Vladimirov V. S., Lukin E. S., Popova N. A. et al. New types of light-weight refractory and heat-insulation materials for long-term use at extremely high temperatures // Glass and Ceram. 2011. V. 68. N 3 ? 4. P. 116 ? 122.
4. Shlyakhtina A. V., Shcherbakova L. G. New solid electrolytes of the pyrochlore family // Russ. J. Electrochem. 2012. V. 48. N 1. P. 1 ? 25.
5. Risovany V. D., Zakharov A. V., Muraleva E. M. et al. Dyspro-sium hafnate as absorbing material for control rods // J. Nucl. Mater. 2006. V. 355. N 1. P. 163 ? 170.
6. Ewing R. C., Weber W. J., Lian J. Nuclear waste disposal?pyrochlore A2B2O7: Nuclear waste form for the immobilization of plutonium and ??minor?? actinides // J. Appl. Phys. 2004.
V. 95. N 11. P. 5949 ? 5971.
7. Gardner J. S., Gingras M. J. P., Greedan J. E. Magnetic pyro-chlore oxides // Rev. Modern Phys. 2010. V. 82. N 1. P. 53 ? 107.
8. Popov V. V., Menushenkov A. P., Zubavichus Ya. V. et al. Char-acteristic features of the nanocrystalline structure formation in Ln2Hf2O7 (Ln = Gd, Dy) compounds // Russ. J. Inorg. Chem. 2013. V. 58. N 12. P. 1400 ? 1407.
9. Эмсли Дж. Элементы. М.: Мир, 1993. 256 с.
10. Andrievskaya E. R. Phase equilibria in the refractory oxide sys-tems of zirconia, hafnia and yttria with the rare-earth oxides // J. Eur. Ceram. Soc. 2008. V. 28. N 12. P. 2363 ? 2388.
11. Stanek C. R., Grimes R. W. Prediction of rare-earth A2Hf2O7 pyrochlore phases // J. Amer. Ceram. Soc. 2002. V. 85. N 8.
P. 2139 ? 2141.
12. Zu X. T., Li N., Gao F. First-principles study of structural and energetic properties of A2Hf2O7 (A = Dy, Ho, Er) compounds // J. Appl. Phys. 2008. V. 104. P. 043517(4).
13. Mandal B. P., Garg N., Sarma S. M. Preparation, XRD and Raman spectroscopic studies on new compounds RE2Hf2O7
(RE = Dy, Ho, Er, Tm, Lu, Y): Pyrochlores or defect-fluorite? // J. Solid State Chem. 2006. V. 179. N 7. P. 1990 ? 1994.
14. Popov V. V., Zubavichus Ya. V., Menushenkov A. P. et al. Lanthanide effect on the formation and evolution of nanocrystal-line structures in Ln2Hf2O7 compounds (Ln = Sm?Dy) // Russ. J. Inorg. Chem. 2015. V. 60. N 1. P. 16 ? 22.
15. Hammersley A. P., Svensson S. O., Hanfland M. et al. Two-dimensional detector software: From real detector to idealised im-age or two-theta scan // High Press. Res. 1996. V. 14. N 4 ? 6. P. 235 ? 248.
16. Petricek V., Dusek M., Palatinus L. Jana 2006. The crystallo-graphic computing system. Praha. Czech. Republic: Inst. Physics, 2006.
17. Popov V. V., Menushenkov A. P., Zubavichus Ya. V. et al. Trends in formation of the nanocrystalline structure and cationic ordering in the Dy2O3?HfO2 (1:1) system // Russ. J. Inorg. Chem. 2013. V. 58. N 3. P. 331 ? 337.
18. Пат. 2467983 РФ, МПК C04В 35/46. Способ получения нанокристаллических порошков и керамических материалов на основе смешанных оксидов редкоземельных элементов и металлов подгруппы IVB / В. В. Попов, В. Ф. Петрунин, С. А. Коровин; опубл. 27.11.2012.
19. Беляков А. В., Бендовский Е. Б. Изготовление однофазной плотной керамики из трудноспекаемых сложных оксидов // Стекло и керамика. 2015. ? 6. С. 23 ? 28.
Belyakov A. V., Bendovskii E. B. Fabrication of High-Purity Single-Phase Dense Ceramic from High-Sintering Complex Ox-ides New types of light-weight refractory and heat-insulation ma-terials for long-term use at extremely high temperatures // Glass and Ceram. 2015. V. 72. N 5 ? 6. P. 206 ? 211.
20. Panneerselvam G., Venkata Krishnan R., Nagarajan N. et al. Thermal expension and heat capacity of dysprosium hafnate //
J. Therm. Anal. Calorim. 2010. V. 101. N 1. P. 169 ? 173.
21. Toporova V. G., Pimenov V. V., Risovanyi V. D. et al. Results of SM reactor tests of dysprosium hafnate // Atomic Energy. 2011. V. 110. N 4. P. 259 ? 264.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
700 руб
УДК 546.664:546.832:548.736:536.212
Тип статьи:
Наука - керамическому производству
Оформить заявку
