ФАЗОВI РIВНОВАГИ В СИСТЕМІ ZrO₂–La₂O₃–Gd₂O₃ ПРИ 1600 °С

Анотація

Методами рентгенівського фазового та мікроструктурного аналізів досліджено фазові рівноваги та структурні перетворення в системі ZrO₂–La₂O₃–Gd₂O₃ при температурі 1600 ºС у всьому інтервалі концентрацій. Встановлено, що в системі утворюються поля твердих розчинів на основі кубічної (F) (із структурою типу флюориту) та тетрагональної (Т) модифікацій ZrО₂, моноклінної (В) і кубічної (С) модифікацій Gd₂O₃, гексагональної (А) модифікації La₂O₃, а також упорядкованої фази типу пірохлору Ln₂Zr₂O₇ (Ру). Визначено границі фазових полів та параметри елементарних комірок утворених фаз. Встановлено, що в області з високим вмістом ZrO₂ утворюються тверді розчини на основі тетрагональної модифікації ZrO₂. Розчинність La₂О₃ в T-ZrO₂ невелика і складає ~0,5% (мол.), що підтверджено даними ренгенiвського фазового аналiзу та мікроструктурних досліджень. Слід зазначити, що тверді розчини на основі Т-модифікації ZrO₂ не загартовуються при заданих режимах охолодження. На дифрактограмах, отриманих при кімнатній температурі, присутні лінії, характерні для М-ZrO₂. Впорядкована фаза типу пірохлору Ln₂Zr₂O₇ (Ру) знаходиться в рівновазі з усіма фазами (крім С-Gd₂O₃), що існують в системі ZrО₂–La₂O₃–Gd₂O₃ при зазначеній температурі, та утворює тверді розчини типу заміщення з фазами подвійних систем. Найбільшу розчинність у ґратці Ln₂Zr₂O₇ (Ру) має оксид гадолінію вздовж променя Gd₂O₃–(67% (мол.) ZrO₂–33% (мол.) La₂O₃). Параметри елементарних комірок La₂Zr₂O₇ (Ру) змінюються наступним чином: від а = 1,0781 нм для однофазного зразка (Py), що містить 67% (мол.) ZrO₂–33% (мол.) La₂O₃–0% (мол.) Gd₂O₃, до а = 1,0741 нм для трифазного зразка (F + Py + B), що містить 43,55% (мол.) ZrO₂–21,45% (мол.) La₂O₃–35% (мол.) Gd₂O₃, — вздовж променя Gd₂О₃–(67% (мол.) ZrO₂–33% (мол.) La₂O₃). Встановлено, що в системі ZrО₂–La₂O₃–Gd₂O₃ в рівновазі знаходяться переважно фази кубічної симетрії: F-Fm3m, Py-Fd3m, C-Ia3. Ізотермічний переріз діаграми стану системи ZrО₂–La₂O₃–Gd₂O₃ при 1600 °C характеризується наявністю чотирьох трифазних (T + F + Py, A + Py + B, Py + F + B та F + C + B) і дев’яти двофазних (T + Py, F + Py, F + T, F + C, F + B, B + Py, A + Py, B + A та B + C) областей.