ВЗАЄМОДІЯ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ, ЛЮТЕЦІЮ ТА ІТЕРБІЮ ПРИ 1600 °С

Анотація

Вперше методами рентгенофазового аналізу та електронної мікроскопії досліджено фазові рівноваги у системі La₂O₃–Lu₂O₃–Yb₂O₃ при 1600 °С у всьому інтервалі концентрацій. Встановлено, що в системі утворюються тверді розчини на основі різних кристалічних модифікацій вихідних компонентів та впорядкованих фаз типу перовськіту. Як вихідні речовини використовували оксиди La₂O₃, Lu₂O₃, Yb₂O₃ (99,99%). Зразки готували з концентраційним кроком 1–5% (мол.). Наважки оксидів розчиняли у HNO₃ (1 : 1) з наступним випаровуванням розчинів і розкладом нітратів при 800 °С протягом 2 год. Зразки піддавали трьохступеневій термообробці: при 1100 °C (163 год), при 1500 °C (70 год) і при 1600 °C (10 год) у повітрі. Рентгенофазовий аналіз зразків здійснено методом порошку на установці ДРОН-3 при кімнатній температурі (Cu-K_a-випромінювання, Ni фільтр). Крок сканування становив 0,05–0,1 град у діапазоні кутів 2q = 15–90 град. Ізотермічний переріз діаграми стану La₂O₃–Lu₂O₃–Yb₂O₃ при 1600 °C характеризується наявністю трьох однофазних (A-La₂O₃, R, C-Lu₂O₃ (Yb₂O₃)) і двох двофазних (C + R, A + R) областей. У системі утворюються неперервні ряди твердих розчинів на основі кубічної модифікації С–Lu₂О₃(Yb₂O₃) та впорядкованої фази типу перовськіту. Визначено границі розчинності та побудовано концентраційні залежності періодів кристалічних ґраток фаз, що утворюються у системі. Гранична розчинність оксиду лютецію у R-фазі становить 5% (мол.) у перерізі Lu₂O₃–(50% (мол.)  La₂О₃–50% (мол.)  Yb₂О₃). Область гомогенності твердих розчинів на основі C-Lu₂O₃ простягається від 93 до 100% (мол.) Lu₂О₃ у перерізі Lu₂О₃–(50% (мол.) La₂О₃–50% (мол.) Yb₂O₃). Утворення твердих розчинів відбувається за механізмом ізовалентного заміщення, а протяжність областей існування упорядкованих фаз і твердих розчинів визначається розмірним фактором лантаноїдів.