ВЗАЄМОДІЯ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ, ІТРІЮ ТА ІТЕРБІЮ ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1100 ºС

Using the methods of physicochemical analysis (XRD, petrography, SEM, X–ray microprobe analysis) phase equilibria were firstly investigated in the ternary system La2O3–Y2O3–Yb2O3 at 1100 °C. The specimens were prepared in step 1-5 mol % from nitrate solutions with their subsequent evaporation and decomposition at 800 °C for 2 h. Powders were pressed at 10 MPa into pellets of 5 mm in diameter and 4 mm in height. To study phase relationships in the ternary system La2О3 – Y2O3 – Yb2О3 thermal treatment of as-prepared samples was carried at 1100 °С. X-ray diffraction analysis of the samples was performed by a powder method at room temperature (CuKa radiation). The scanning speed of 0.05-0.1 ° 2q/min was employed in the 15° to 90 ° 2q range. The effective precision of the measurements was ± 0.0002 nm. Lattice parameters were refined by least squares fitting using the LATTIC program. The crystal-optic characteristics of the obtained phases were determined under polarized microscopes “МІН-8” and Leica. The refraction indісes were measured in immersion liquids (solution of arsenic tribromide in methylene iodide or alloys of sulfur with selenium) with accuracy ± 0.02. The solid solutions based on various polymorphous forms of constituent phases and ordered phase with a structure of the perovskite-type of LaYO3 (LaYbO3) were revealed in the system. The boundaries of mutual solubility and concentration dependences the lattice parameters for all phases have been determined. The isothermal sections of the phase diagrams for the La2O3–Y2O3–Yb2O3 systems at 1100°C are characterized by the presence of one three-phase (B +C + R), four single-phase (A- La2O3, B- La2O3, R, C- Y2O3 (Yb2O3)) and two-phase (A + B, B+ R, C + R, B + C) regions. The solid solutions are formed by the mechanism of the isovalent substitution. The stability of ordered phases and solid solutions are determined by the dimensional factor : in the LaYO3, the large size ions replace La3+ ions, the smaller ions of the cerium series substitute both Y3+ and La3+, where as all the mentioned rare earth ions may be replaced by Y3+ ions. An ordered R-phase in the ternary system exists in the wider range of concentrations than in the binary system.Вперше досліджено фазові рівноваги в потрійній системі La2O3–Y2O3–Yb2O3 при температурі 1100 °С у всьому інтервалі концентрацій. Зразки різних складів отримані з розчинів азотнокислих солей випарюванням, сушкою і термообробкою при температурі 1100 ºC. За допомогою рентгенофазового аналізу встановлено, що в системі утворюються тверді розчини на основі різних кристалічних модифікацій вихідних компонентів та упорядкованої фази типу перовскиту. Кристалооптичні характеристики отриманих фаз визначали під поляризованими мікроскопами «МІН-8» і Leica. Показники заломлення вимірювали за допомогою імерсійних рідин (розчин триброміду арсену в метиленовому йодиді або сплавах сірки з селеном) з точністю 0,02. Визначено межі взаємної розчинності та концентраційні залежності параметрів решітки для всіх фаз. Ізотермічний переріз діаграми стану системи La2O3–Y2O3–Yb2O3 при 1100 °C характеризуються наявністю однієї трифазної (B + C + R), чотирьох однофазних (A-La2O3, B-La2O3, R, C-Y2O3 (Yb2O3)) і двофазних (A + B, B + R, C + R, B + C) областей. Утворення твердих розчинів відбувається за механізмом ізовалентного заміщення, а стійкість упорядкованих фаз і твердих розчинів визначається розмірним фактором: великі іони Nd3+ заміщують La3+, менші іони РЗЕ церієвого ряду Sm3+, Eu3+, Gd3+ заміщують Y3+ і La3+, тоді як іони РЗЕ ітрієвого ряду заміщують виключно Y3+. Упорядкована R-фаза в потрійній системі існує в більш широкому діапазоні концентрацій, ніж у подвійній системі

ВЗАЄМОДІЯ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ, ІТРІЮ ТА ІТЕРБІЮ ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1500 ºС

Phase equilibria in the ternary La2О3–Y2O3–Yb2О3 system at 1500 °C were studied by X–ray diffraction and petrography in the overall concentration range. The samples of differentcompositions have been prepared from nitrate acid solutions by evaporation, drying, and calcinations at 1100 and 1500 ºC. The solid solutions based on various polymorphous forms ofconstituent components and ordered phases of LaYO3 (LaYbO3) were revealed in the system. The boundaries of mutual solubility and concentration dependences the lattice parameters for all phases have been determined.Вперше досліджено фазові рівноваги у потрійній системі La2O3–Y2O3–Yb2O3 при температурі 1500 °С у всьому інтервалі концентрацій. Зразки різних складів отриманіз розчинів азотнокислих солей випарюванням, сушкою і термообробкою при температурах 1100 та 1500 ºC. За допомогою рентгенофазового аналізу та петрографії вста-новлено, що в системі утворюються тверді розчини на основі різних кристалічних модифікацій вихідних компонентів та упорядкованих фаз типу перовскиту. Визначено границі розчинності та концентраційні залежності періодів кристалічних ґраток фаз, що утворюються у системі

INTERACTION OF THE LANTHANA, YTTRIA WITH YTTERBIA AT TEMPERATURE 1500 °C

Phase equilibria in the ternary La2О3–Y2O3–Yb2О3 system at 1500 °C were studied by X–ray diffraction and petrography in the overall concentration range. The samples of different compositions have been prepared from nitrate acid solutions by evaporation, drying, and calcinations at 1100 and 1500 ºC. The solid solutions based on various polymorphous forms of constituent components and ordered phases of LaYO3 (LaYbO3) were revealed in the system. The boundaries of mutual solubility and concentration dependences the lattice parameters for all phases have been determined

Synthesis of equimolar solid solution of zirconium and hafnium diborides by vacuum-thermal routes

We explored the Zr₁₋ₓHfₓB₂ system with first-principles cluster expansion and thermodynamic analysis of possible reactions targeting the synthesis in vacuum-thermal conditions. The results suggest that the system may have a slight tendency to ordering but at high temperatures the formation of solid solutions is driven by the entropy of mixing. We realized the synthesis of an equimolar composition (x = 0.5) by sintering of ZrB2 and HfB2 and reduction from oxides by boron with varying homogenization of the reacting mixtures. The temperature of the complete transformation strongly depended on the reactants homogeneity and was 1900 °C for more coarse raw materials and below 1700 °C for a fine hydrothermal mixture of oxides. The possibility of producing non-equimolar compositions of the solid solutions by the same method was also experimentally demonstrated

ВЗАЄМОДІЯ ОКСИДІВ ЛАНТАНУ, ІТРІЮ ТА НЕОДИМУ ПРИ ТЕМПЕРАТУРІ 1600 °С

First, the phase equilibria in the ternary La2О3–Y2O3–Nd2О3 system at 1600 °C were studied by X–ray diffraction and petrography in the overall concentration range. The samples of different compositions have been prepared from nitrate acid solutions by evaporation, drying, and calcinations at 1100, 1500 and 1600 °C. It was established that in the system there exist fields of solid solutions based on cubic (C) modification of Y2O3, hexagonal (А) and monoclinic (В) modifications of La2O3 and Nd2O3. The isothermal section has been developed. The systematic study that covered whole composition range excluded formation of new phases. The isothermal section of the La2О3–Y2O3–Nd2О3 system at 1600 °С is characterized by three homogeneity fields (А, B, С) and two two-phase (A + B, B + С ) fields. The lattice parameters of the unit cells and the boundaries of the homogeneity fields for solid solutions were determined. The homogeneity field of solid solutions based on В-phase extends from 33 tо 44 mol.% Y2O3 along the section Y2О3 – (90 mol % La2О3 – 10 mol% Nd2O3) and from 33 tо 43 mol% Y2O3 along the section Y2О3 – (50 mol % La2О3 – 50 mol % Nd2O3). The homogeneity field of A-phase was revealed to extend from 0 tо 19 mol % Y2O3 along the section Y2О3 – (90 mol% La2О3 – 10 mol % Nd2O3).Вперше за допомогою методів рентгенівського фазового аналізу та петрографії досліджено фазові рівноваги у потрійній системі La2O3–Y2O3–Nd2O3 при 1600 °С у всьому інтервалі концентрацій. Встановлено, що в системі утворюються тверді розчини на основі кубічної (С) модифікації Y2O3, гексагональної (А) та моноклінної (В) модифікацій La2O3 і Nd2O3. Визначено границі розчинності та параметри елементарних комірок твердих розчинів

INTERACTION OF THE LANTHANA, YTTRIA WITH NEODYMIA AT TEMPERATURE 1600 °C

First, the phase equilibria in the ternary La2О3–Y2O3–Nd2О3 system at 1600 °C were studied by X–ray diffraction and petrography in the overall concentration range. The samples of different compositions have been prepared from nitrate acid solutions by evaporation, drying, and calcinations at 1100, 1500 and 1600 °C. It was established that in the system there exist fields of solid solutions based on cubic (C) modification of Y2O3, hexagonal (А) and monoclinic (В) modifications of La2O3 and Nd2O3. The isothermal section has been developed. The systematic study that covered whole composition range excluded formation of new phases. The isothermal section of the La2О3–Y2O3–Nd2О3 system at 1600 °С is characterized by three homogeneity fields (А, B, С) and two two-phase (A + B, B + С ) fields. The lattice parameters of the unit cells and the boundaries of the homogeneity fields for solid solutions were determined. The homogeneity field of solid solutions based on В-phase extends from 33 tо 44 mol.% Y2O3 along the section Y2О3 – (90 mol % La2О3 – 10 mol% Nd2O3) and from 33 tо 43 mol% Y2O3 along the section Y2О3 – (50 mol % La2О3 – 50 mol % Nd2O3). The homogeneity field of A-phase was revealed to extend from 0 tо 19 mol % Y2O3 along the section Y2О3 – (90 mol% La2О3 – 10 mol % Nd2O3)