ВЗАЄМОДІЯ ОКСИДІВ ЦЕРІЮ, ЛАНТАНУ ТА САМАРІЮ ПРИ 1250 °С

Анотація

Матеріали на основі оксиду церію, стабілізованого оксидами рідкісноземельних елементів, перспективні для використання в медицині, енергетиці та машинобудуванні у зв’язку з унікальністю їхніх властивостей. Діаграми стану систем СеO₂–La₂O₃–Ln₂O₃ є фізико-хімічною основою створення твердих електролітів для паливних комірок, кисневих газових датчиків, носіїв каталізаторів, захисних покриттів на сплавах тощо. У роботі за допомогою методу рентгенівського фазового аналізу досліджено фазові рівноваги та структурні перетворення в системі СеO₂–La₂O₃–Sm₂O₃ при температурі 1250 °С у всьому інтервалі концентрацій. Встановлено, що в потрійній системі СеO₂–La₂O₃–Sm₂O₃ утворюються тверді розчини на основі кубічної (F) модифікації із структурою типу флюориту CeО₂, моноклінної (В) і кубічної (С) модифікацій Sm₂O₃ та гексагональної (А) модифікації La₂O₃. Визначено границі фазових полів та періоди кристалічних ґраток утворених фаз. Встановлено, що в системі CeО₂–La₂O₃–Sm₂O₃ при 1250 °С у рівновазі знаходяться переважно фази кубічної симетрії: F-фази на основі CeО₂ з просторовою групою Fm3m та C-фази на основі Sm₂O₃ з просторовою групою Ia3. Встановлено, що періоди кристалічних ґраток кубічних твердих розчинів типу флюориту (F-CeO₂) змінюються від а = 0,5409 нм для чистого СеО₂ до а = 0,5515 нм для двофазного зразка (F + C) складу (у % (мол.)) 55 CeО₂–22,5 La₂O₃–22,5 Sm₂O₃ вздовж променя La₂O₃ : Sm₂O₃ = 1 : 1 і до а = 0,5548 нм ¾ для двофазного зразка 55 CeО₂–33,75 La₂O₃–11,25 Sm₂O₃ вздовж променя La₂O₃ : Sm₂O₃ = 3 : 1, а також до а = 0,5478 нм для двофазного зразка (F + C) зі складом 60 CeО₂–10 La₂O₃–30 Sm₂O₃ вздовж променя La₂O₃ : Sm₂O₃ = 1 : 3. При температурі 1250 °С кубічні тверді розчини типу флюориту F-CeO₂ перебувають у рівновазі з усіма фазами, що ут-ворюються в даній системі. Ізотермічний переріз діаграми стану системи CeО₂–La₂O₃–Sm₂O₃ при 1250 °C характеризується присутністю двох трифазних  (A + F + B, F + B + C) та п’яти двофазних (A + F, A + B, F + B, B + C, F + C) областей.