Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


Фазовые равновесия, кристаллическая структура и кислородная нестехиометрия сложных оксидов в системах Ьа-8г-Со-Ме-0 (Ме = Ее, N1)

Работа №102616

Тип работы

Авторефераты (РГБ)

Предмет

химия

Объем работы24
Год сдачи2007
Стоимость250 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
19
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования 2
Положения, выносимые на защиту 4
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 5
Заключение 27
Список литературы 28

Актуальность работы
Сложные оксиды со структурой перовскита ABO3±5 и A2BO4±5 (где A - РЗЭ и/или ЩЗЭ; В - Cu, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni) являются объектом многочисленных исследований в связи с возможностью их потенциального применения в различных областях техники. Благодаря устойчивости к окислительным средам и высоким температурам, высокой электропроводности и подвижности кислородной подрешетки, данные материалы используются в качестве катодов СО2-лазеров, электродов топливных элементов, кислородных мембран, магниторезистеров и катализаторов дожигания выхлопных газов. В настоящее время ведутся активные исследования с целью получения материалов с необходимыми свойствами. Традиционным способом модифицирования свойств неорганических соединений является варьирование их состава путем частичного замещения компонентов в различных подрешетках.
Для успешной эксплуатации этих соединений необходимы знания условий их получения, границ существования твердых растворов, кристаллической структуры, зависимости физико-химических свойств и нестехиометрии от внешних термодинамических условий (температуры, давления кислорода). Тем не менее, в литературе практически отсутствуют сведения, касающиеся фазовых равновесий в оксидных системах, содержащих РЗЭ и 3<7-переходные металлы, малочисленна информация о физико-химических свойствах кобальтитов лантана, допированных в B- подрешетку.
Настоящая работа поддержана Российским Фондом Фундаментальных Исследований (гранты РФФИ № 00-03-32070, 05-03-32477, 02-03-06618 мас, РФФИ- Урал № 01-03-96458, 04-03-96136, росс-австр РФФИ № 03-03-20006_БНТС, ФЦНТП “Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002-2006 годы” госконтракт РИ-111/002/076, совм. грант CRDF - Мин. обр. и науки РФ НОЦ “Перспективные материалы” EK-XI).
Цель и задачи работы
Целью настоящей работы явилось изучение фазовых равновесий, кристаллической структуры и кислородной нестехиометрии сложных оксидов с перовскитоподобной структурой, образующихся в системах La-Sr-Co-Me-O (Me = Fe, Ni) при 1373 K на воздухе. Для достижения поставленной цели было проведено:
• изучение фазовых равновесий и кристаллической структуры твердых растворов, образующихся в квазитройных системах La-Sr-Fe-O и Sr-Fe-Co-O при 1373 K на воздухе;
• изучение фазовых равновесий и кристаллической структуры твердых растворов, образующихся в квазичетверных системах La-Sr-Co-Fe-O и La-Sr-Co-Ni-O при 1373 K на воздухе;
• построение изобарно-изотермических (Po2=0,21 атм; 7=1373 K) разрезов диаграмм состояния трех- и четырехкомпонентных систем;
• получение функциональных зависимостей кислородной нестехиометрии частично замещенных кобальтитов лантана La1.ISrICo0,9Me0,1O3.5 (Me = Fe, Ni, x=0,1; 0,3) от температуры и парциального давления кислорода;
• моделирование процессов разупорядочения кристаллической решетки оксидов La1.ISrICo0,9Me0,1O3.5 и подбор наиболее адекватной модели дефектной структуры исследованных сложнооксидных фаз;
• определение констант равновесия процессов дефектообразования и расчет концентраций различных типов 'точечных дефектов как функции кислородной нестехиометрии и парциального давления кислорода, а также вычисление термодинамических параметров процессов разупорядочения дефектов, ответственных за нестехиометрию по кислороду.
Научная новизна
1. Впервые проведено систематическое исследование фазовых равновесий в квазитройных Ьа-Бг-Ре-О и Бг-Ре-Со-О и квазичетверных Ьа-Бг-Со-Ре-О и Ьа-Бг-Со- N1-0 системах при 1373 К на воздухе.
2. Уточнены области существования и структурные параметры твердых растворов Ьа1.1Бг1РеОз.5, Б^-^а^РеО^ и Бы ,1а 1;е;О .; БгРе^СоА^, Б^е^Со^^ и Бг|ре6,.-Со-О|3..; и 1.В|.Л.Бг,С'о|.,Ме,О3.„ (Ме = Ре, N1) при 1373 К на воздухе.
3. Впервые построены изобарно-изотермические разрезы диаграмм состояния систем Ьа-Бг-Ре-О, Бг-Ре-Со-О, Ьа-Бг-Со-Ре-О и Ьа-Бг-Со-№-О при 1373 К на воздухе.
|. Впервые получены функциональные зависимости кислородной нестехиометрии от температуры и давления кислорода для сложных оксидов Ьа1.1Бг1Соо,9Мео,1О3.5 (Ме = Ре, N1, х=0,1; 0,3).
5. Выполнен анализ дефектной структуры частично замещенных кобальтитов лантана Ьа1.1Бг1Со0,9Ме0,1О3.5 (Ме = Ре, N1, х=0,1; 0,3).
6. Вычислены термодинамические характеристики процессов разупорядочения кристаллической структуры Ьа1.1Бг1Со0,9Ме0,1О3.5 (Ме = Ре, N1, х=0,1; 0,3).
Практическая ценность работы
Полученные в работе результаты носят фундаментальный характер и необходимы при выборе оптимальных составов, условий получения и режимов эксплуатации материалов Ьа1.1Бг1Со0,9Ме0,1О3.5 для создания катализаторов, кислородных мембран, электродов высокотемпературных топливных элементов.
Построенные изобарно-изотермические (Ро2=0,21 атм; 7=1373 К) разрезы диаграмм состояния квазитройных Ьа-Бг-Ре-О, Бг-Ре-Со-О и квазичетверных Ьа-Бг- Со-Ре-О, Ьа-Бг-Со-№-О систем являются справочным материалом, и могут быть использованы при анализе других возможных сечений...

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

1. Впервые систематически изучены фазовые равновесия в системах Ьа-Бг-Ре-О, Бг-Ре-Со-О, Ьа-Бг-Со-Ре-О и Ьа-Бг-Со-№-О при 1373 К на воздухе и построены изобарно-изотермические разрезы диаграмм состояния исследованных систем;
2. Методами рентгеновской порошковой дифракции и полнопрофильного анализа Ритвелда определены области гомогенности и кристаллическая структура твердых растворов, образующихся в исследованных системах. Получены концентрационные зависимости параметров элементарных ячеек от состава всех изученных твердых растворов;
3. Методом высокотемпературной термогравиметрии получены функциональные зависимости кислородной нестехиометрии сложных оксидов Ьа1.18ггСо0,9Ме0,1О3.5 (Ме = Ре, N1. х=0,1; 0,3) от температуры и парциального давления кислорода в интервалах 923-1423 К и 10-3-1атм. Показано, что величина кислородной нестехиометрии возрастает с уменьшением парциального давления кислорода, увеличением температуры и содержания стронция в образцах;
4. Выполнен анализ дефектной структуры частично замещенных кобальтитов лантана Ьа1.18ггСо0,9Ме0,1О3.5 (Ме = Ре, N1, х=0,1; 0,3) в приближениях квазисвободных и локализованных электронных дефектов. Установлено, что дефектная структура исследованных оксидов при всех использованных температурах и давлениях кислорода одинаково адекватно описывается моделью статистически распределенных вакансий кислорода, как с учетом собственного электронного разупорядочения, так и моделью локализованных на неразличимых 3/-переходных металлах электронных дефектов. В рамках предложенных моделей вычислены константы равновесия процессов дефектообразования и рассчитаны концентрации всех типов точечных дефектов как функции парциального давления кислорода;
5. Определены парциальные мольные энтальпии и энтропии процесса растворения кислорода в кристаллической решетке оксидов Ьа1.18ггСо0,9Ме0,1О3.5 при различных величинах кислородной нестехиометрии. Установлено, что процесс растворения кислорода энергетически более выгоден для кобальтитов лантана допированных донорной примесью (железом), чем для кобальтитов, „локированных акцепторной примесью (никелем). Увеличение содержания стронция в образцах также затрудняет процесс растворения кислорода в кристаллической решетке.


1. Shannon R. D Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides. // Acta. Crist. 1976. V.32. P.751-767.
2. Veith G. M., Chen R., Popov G., Croft M., Shokh Y., Nowik I., Greenblatt M. Electronic, magnetic and magnetoresistance properties of the n=2 Ruddlesden-Popper phases Sr3Fe2- xCoxO7-5. // J. Solid State Chem. 2002. V. 166. P. 292-304.
3. Ma B., Hodges J.P., Jorgensen J.D., Miller D.J., Richardson J.W., Balachandran U. Structure and property relationship in mixed-conducting Sr4(Fe1.ICoI)6O13+5 materials.// J. Solid State Chem. 1998. V. 141. P. 576-586.
4. Doorn RHE, Burggraaf A J. Structural aspect of the ionic conductivity of La1- ISrICoO3.5. // Solid State Ionics. 2000. V. 128. P. 65-71.
5. Gavrilova L.Ya., Cherepanov V.A., Petrov A.N., Zuev A.Yu. Oxygen nonstoichiometry and modeling of defect structure of La1.IMeICoO3.5. // Z. Anorg. Allg. Chem. 2002. V. 628. № 9-10. P. 2140.
6. Bucher E., Sitte W., Caraman G.B., Cherepanov V.A., Aksenova T.V., Ananyev M.V. Defect equlibria and partial properties of (La,Sr)(Co,Fe)O3-5. // Solid State Ionics. 2006. V. 177. P. 3109-3115.
Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:
Статьи:
1. Gavrilova L.Ya., Teslenko Ya.V., Bannikch L.A., Aksenova T.V., Cherepanov V.A. The crystal structure and homogeneity range of the solid solution in La-Sr-Co-Ni-O. // J. Alloys and Comp. 2002. V. 344. № 1-2. P. 128-131.
2. Гаврилова Л.Я., Аксёнова Т.В., Банных Л.А., Тесленко Я.В., Черепанов В.А. Фазовые равновесия и кристаллическая структура сложных оксидов в системе La-Sr- Co-Ni-O. // Ж. Струк. Хим. 2002. Т. 44. № 2. С. 282-285.
3. Аксёнова Т.В., Гаврилова Л.Я., Черепанов В.А. Фазовые равновесия при 1100° на воздухе и кристаллическая структура твердых растворов системы LaCoO3-SrCoO2,5- “SrNiO3”-“LaNiO3”. // Неорг. Материалы. 2004. Т. 40. № 12. С. 1520-1525.
4. Мелкозерова М.А., Аксёнова Т.В., Гаврилова Л.Я., Черепанов В.А. Фазовые равновесия и структура индивидуальных фаз в системе Sr-Co-Ni-O при 1100°С на воздухе. // Ж. Физ. Хим. 2005. Т. 79. № 8. С. 1362-1368.
5. Аксёнова Т.В., Петров А.Н., Черепанов В.А., Гаврилова Л.Я. Термодинамические параметры дефектов кислородной нестехиометрии в кобальтите лантана, легированном акцепторными примесями (Sr и Ni). // Ж. Физ. Хим. 2006. Т. 80. № 8. С. 1386-1391.
6. Petrov A.N., Cherepanov V.A., Aksenova T.V., Gavrilova L.Ya. The thermodynamic characteristics of point defect and the mechanism of change transfer in lanthanum cobaltite doped with stronsium and nicel. // Russ. J. Phys. Chem. 2006. V. 80. Suppl. 1. P. 134-139.
7. Bucher E., Sitte W., Caraman G.B., Cherepanov V.A., Aksenova T.V., Ananyev M.V. Defect equilibria and partial molar properties of (La,Sr)(Co,Fe)O3-5. // Solid State Ionics. 2006. V. 177. P. 3109-3115.
8. Аксёнова Т.В., Ананьев М.В., Гаврилова Л.Я., Черепанов В.А. Фазовые равновесия и кристаллическая структура твердых растворов в системе LaCoO3.5-SrCoO2.5±5- SrFeO3.5-LaFeO3.5. // Неорг. Материалы. 2007. Т. 43. № 3. С. 296-300.
9. Аксёнова Т.В., Гаврилова Л.Я., Черепанов В.А. Синтез и кристаллическая структура твердых растворов состава La1.ISrrCo1.yMeJ,O3.5 (Me=Ni, Fe). // В сб. Материалы международной научной конференции “Молодежь и химия”. Красноярск.
2004. С. 299-301...
Готовая работа по теме: Фазовые равновесия, кристаллическая структура и кислородная нестехиометрия сложных оксидов в системах Ьа-8г-Со-Ме-0 (Ме = Ее, N1)
Фазовые равновесия, кристаллическая структура и кислородная нестехиометрия сложных оксидов в системах Ьа-8г-Со-Ме-0 (Ме = Ее, N1)
Готовая работа по теме: Фазовые равновесия, кристаллическая структура и кислородная нестехиометрия сложных оксидов в системах Ьа-8г-Со-Ме-0 (Ме = Ее, N1)

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.