Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС Банишев Александр Федорович

Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС
<
Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Банишев Александр Федорович. Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС : ил РГБ ОД 61:85-1/345

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА I. Обзор теоретических и экспериментальных работ по исследованию температурных зависимостей колебательных спектров кристаллов и стекол 9

1.1. Колебательные спектры кристаллов и их температурная зависимость 9 .

1.2. Особенности строения кристаллических фосфатов 13

1.3. Колебательные спектры стеклообразных тел и их температурная зависимость I?

1.4. Плавление вещества и связанные с ним изменения структуры 21

1.5. Исследование строения расплавов 24

1.6. Связь колебательных^спектров фосфатных материалов со структурой анионного мотива.. 26

ГЛАВА II. Экспериментальная техника и образцы для исследований 32

2.1. Экспериментальная техника для исследования высокотемпературных колебательных спектров

КРС 32

2.2. Образцы для исследований 35

ГЛАВА III. Исследование колебательных спектров КРС фосфатов щелочных металлов в кристаллическом и расплавленном состояниях 40

3.1. Изменение колебательных спектров КРС фосфатов в зависимости от степени поликонденсации анионного мотива 40

3.2. Высокотемпературные спектры КРС и характер плавления фосфатов щелочных металлов начала гомологического ряда полифосфатов 45

3.3. Температурная зависимость колебательных спектров и характер плавления длинноце-

почных фосфатов (метафосфатов) 50

ГЛАВА ІV. Исследование спектров КРС метафосфатов РЗЭ в кристаллическом и расплавленном состояниях 73

4.1. Идентификация колебательных спектров КРС метафосфатов РЗЭ 73

4.2. Исследование температурных фазовых переходов в метафосфатахРЗЭ 74

4.3. Исследование характера плавления и строения расплавов метафосфатов РЗЭ методом КРС 84

ГЛАВА V Исследование двойных метафосфатов в кристаллическом и расплавленном состояниях методом КРС 104

5.1. Характер плавления двойных метафосфатов Ю4

5.2. Общий анализ колебательных спектров расплавов щелочных, редкоземельных и двойных метафосфатов Ю7

ГЛАВА VІ. Исследование построения анионного мотива фосфатных стекол и процессов перекристаллизации стеклообразного чсостояния при высоких температурах методом КРС 119

6.1. Изучение процессов перекристаллизации редкоземельных метафосфатных стекол Ln(P03)3 методом КРС 119

6.2. Изучение спектров КРС двойных метафос-

фатов в стеклообразном состоянии 128

6.3. Исследование термических превращений в лазерных фосфатных стеклах методом КРС 131

Вывод 152

Литература

Введение к работе

В настоящее время одной из интересных областей физики твердого тела являются фазовые переходы в твердом состоянии в том числе и твердое тело - расплав. Низкотемпературные фазовые переходы легко наблюдаются и регистрируются методами традиционной спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Изучение фазовых переходов при высоких температурах и плавления кристаллизации веществ с относительно высокими (до 1650°С) температурами представляет значительные трудности. Одним из немногих информативных методов позволяющих исследовать динамику фазовых переходов, характер плавления и кристаллизации веществ, а также строение расплавов при высоких температурах является метод КРС. До настоящего времени применение спектроскопии КРС для подобных высокотемпературных исследований сталкивалось с огромными трудностями из-за сильного теплового фона от нагретого образца и печи. Это ограничивало класс исследуемых объектов. В лаборатории ФТТ ИОФАН была разработана специальная методика возбуждения и регистрации спектров КРС, позволяющая эффективно подавлять тепловые шумы. В результате удалось существенно раздвинуть температурный интервал исследований спектров КРС до ранее недоступных температур 1600-1650°С.

Среди такого рода материалов - силикатов, германатов, фосфатов, боратов, алюминатов и т.д. нами были выбраны для исследования соединения фосфатов.

Представляло интерес применить методику КРС для изучения характера структурных изменений при высоких температурах и процессов плавления - кристаллизации щелочных, редкоземельных и двойных фосфатов.

Этот класс материалов в настоящее время широко используется в различных областях техники, в частности, редкоземельные фосфаты привлекают внимание как перспективные материалы для квантовой электроники. Кроме того, структура этих материалов позволяет наиболее эффективно применить метод КРС, для исследования как до точки плавления, так и в расплавленном состоянии. В работе были поставлены следующие задачи: I. Исследовать методом КРС характер плавления и строение анионного состава расплавов фосфатов щелочных металлов в зависимости от степени поликонденсации тетраэдров POi/ •

2. Исследовать закономерности в изменении характера плавления в ряду метафосфатов щелочных металлов LiPOs — Cs РО3

3. Исследовать температурную зависимость колебательных спектров, характер плавления и строения анионного состава для метафосфатов редкоземельных элементовцшРОуЛиК-Ьа т сс УВ и,

4. Исследовать температурную зависимость колебательных спектров, характер плавления и строение анионного состава для двойных метафосфатов вида

5. Исследовать методом КРС процессы стеклования, перекристаллизации и плавления двойных фосфатов мета- и ультрафосфа?-ного состава.

На защиту выносятся следующие положения: I. Применение спектроскопии КРС для исследования характера плавления и строения расплавов фосфатов щелочных и редкоземельных элементов.

2. Доказательство существования области предплавления в фосфатах щелочных металлов.

3. Доказательство увеличения степени упорядочения анионных цепей в расплавах метафосфатов при движении по ряду Li-+ Cs

Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, заключения и списка литературы. Во введении обосновывается актуальность темы, ставятся задачи настоящей работы и формулируются основные положения, выносящиеся на защиту. В главе I приводится обзор экспериментальных и теоретических работ, посвященных исследованию колебательных спектров кристаллических и стеклообразных (аморфных) веществ и их температурной зависимости. Приводятся также результаты работ, посвященных исследованию характера плавления вещества и строению расплавов. При этом особое внимание уделяется работам, где для этих целей используется метод КРС.

На основании имеющихся в литературе работ рассмотрены особенности строения фосфатных материалов и классификация известных к настоящему времени их кристаллических модификаций. Приведен обзор работ по исследованию колебательных спектров фосфатов.

В главе П описана методика эксперимента и технология получения исследуемых в настоящей работе фосфатов.

Глава Ш посвящена исследованию высокотемпературных колебательных спектров КРС фосфатов щелочных металлов в кристаллическом и расплавленном состояниях. В этой главе с помощью спектров КРС изучались изменения характера плавления фосфатов щелочных элементов в зависимости от степени поликонденсации анионного мотива и от типа катиона. Были исследованы спектры КРС расплавов полифосфатов цезия в котором анионы в зависимости от отношения Cs20/Ря05 последовательно менялись от изолированных тетраэдров POtf"до длинных цепей из РОц тетраэдров и цепей содержащих точки ветвлений-.

В главе У по спектрам КРС изучены характер инконгруэнтно-го плавления и строение анионного мотива расплавов двойных метафосфатов НЬ(х(РОз)ц, где ҐІ -щелочной металл. Приведен совместный анализ колебательных спектров КРС расплавов щелочных метафосфатов МР03, редкоземельных 1/и(РО )5 и двойных МЬа(РОъ)ц.

Глава УІ посвящена изучению спектров КРС стеклообразных фосфатов и процессов кристаллизации стекол различного состава при вариации условий термообработки. С помощью спектроскопии КРС исследовался характер плавления фосфатных стекол, состав которых отличается от метафосфатного.  

Особенности строения кристаллических фосфатов

Основной структурной единицей фосфатов является POi/ - тетраэдр, который сохраняет приблизительно тетраэдрическую форму во всех известных соединениях [26,28І » находящихся как в кристаллическом, так и в стеклообразном, растворенном и расплавленном состояниях.

Анионный мотив фосфатов представляет собой цепи или циклы соединенных друг с другом тетраэдров РОц , длина анионной цепи или цикла (число тетраэдров Р0Ч в анионе) определяется отношением мольных долей окиси иона модификатора к окиси фосфора І27-28»] По типу сочленения тетраэдров различают 3 гомологических ряда конденсированных фосфатов [26 ] I. Цепочечные (или полифосфаты) с общей формулой аниона [ftft/w] » которая при п,-+ со переходит в [Рм.0зи.] 2. Циклические (метафосфаты) с общей формулой [ .Озп.] 3. Разветвленные фосфаты (ультрофосфаты) с общей формулой

В случае ҐІ =1,2 анионы представляют собой соответственно изолированный тетраэдр РОц и Д88 сочлененных тетраэдра Pz О? . Фосфаты имеющие простейшие по строению анионы РОц и Рг 0у называются орто- и пирофосфатами.

К настоящему времени синтезировано большое количество кристаллических фосфатов, в которых катионами служат различные элементы периодической системы.

Проанализируем более подробно строение фосфатов щелочных и редкоземельных элементов.

Несмотря на то, что щелочные фосфаты исследуются уже давно [27,28], тем не менее надежных данных о структуре некоторых соединений не имеется.

Фосфаты начала гомологического ряда полифосфатов щелочных металлов с повышением температуры претерпевают несколько полиморфных превращений [28-32 ] » однако характер этих превращений и структура образующихся в результате превращений фаз исследовались очень мало

Кристаллическая структура ддинощелочных фосфатов исследовалась в работах [32-37І . Анионный мотив этих фосфатов представляет собой длинные цепи тетраэдров POi/ , расположенные с определенным периодом идентичности.

Большой интерес представляют фосфаты с редкоземельными элементами в связи с их практическим применением. В частности это относится и к метафосфатам ///г(г0з)3» где Ln -редкая земля и двойным метафосфатам ҐІЬп(Р0$)ц, где Л7 -щелочной металл. Кристаллическое строение Ьи(РО ранее изучалось методом рентгеноструктурного анализа в работах[з9-411.

Рассмотрим более подробно кристаллическое строение этих метафосфатов на основании известных к настоящему времени работ.

Существование вещества в форме той или иной кристаллической модификации определяется свойствами не только составляющих его структурных единиц, но также и способомполучения. Это в полной мере относится и к метафосфатам редкоземельных элементов. Известно, много примеров[з8І когда одно и то же вещество в зависимости от способа получения имело различную кристаллическую структуру. К настоящему времени известны следующие способы получения Ьп.(Р0з)$[з&, 41-421 : нагревание окислов р.з.э. с фосфорной кислотой в определенном температурном интервале f43-44J прокаливание смеси LttnOj + А/Ни Н РОо термическая дегидратация триметафосфатов Un f Og ft НцО осаждение из водных растворов, разложение Lh Я Ош выше Т=900С с отщеплением Р%0$ Вполне возможно, что разработка новых методов получения метафосфатов р.з.э. значительно расширит известный до настоящего времени набор кристаллических модификаций этих веществ. Ранее в работах[41] сообщалось, что при разложении LttPsOm образуется Ltt(PO ) двух типов (1,11), причем смена структуры происходит на гадолинии. В работах [з9-411 изучалась структура метафосфатов начала ряда р,з.э. на примере hld(POs)$ и конца ряда на примере У(Р0з)$ ЕВДо установлено, что орторомбическая модификация (структурный тип I) более характерна для начала ряда р.з.э., в то время как для конца ряда - моноклинная модификация (структурный тип П). Впоследствии эта модификация была более детально изучена и было обнаружено ее сходство с модификацией типа С [з8] Оба структурных типа относятся к классу ддинноцепочечных полифосфатов. Координационное число Ьп в /У#(Р ]3равно 8, а в У(Р0з)з равно 6.

Образцы для исследований

В 1.2. отмечалось, что фосфаты одного и того же состава в зависимости от способа получения могут иметь разную кристаллическую структуру. Поэтому следует более подробно остановиться на предистории исследованных образцов, т.е. на том, цри каких условиях они были получены. В работе исследовался обширный набор фосфатных материалов, начиная от простейших по строению анионного мотива - ортофосфатов и кончая более сложными -ультрафосфатами и двойными метафосфатами. По способу получения весь набор исследованных фосфатов можно разделить на две группы. К первой группе относятся фосфаты полученные из расплава при высокой температуре Т=700-І400С в результате плавления исходных компонентов. Ко второй группе относятся фосфаты, полученные из расплава полифосфорных кислот (Т 400С), предоставленные нам Н.Н.Чудиновой и синтезированные сотрудниками ИОНХ Балагиной Г.М. и Виноградовой Н.В. . Методика приготовления фосфатов, относящихся к первой группе следующая: из уравнения реакции, протекающей при высокой температуре, рассчитывалась весовая доля исходных компонентов, необходимых для получения фосфатов требуемого состава.

Методика получения фосфатов, относящихся ко второй группе, подробно описана в ряде работ[43,44,вфї заключается в следующем:

В системе 1лг 0г РгOs Н%0 -подвергнутой длительной термообработке при Т = 100-500 выделялся кристаллический метафосфат Ьіг(РОз)$ . Аналогично получались двойные метафосфаты ҐІ Ьи(РО$)ц в результате термообработки системы МгО- ЬъгОъ Р і05- Н%0 - ПРИ т= юо-зоос. Составы исследованных в настоящей работе фосфатов приведены в таблице 2«

Прежде чем приступить к исследованию характеров плавления и отроения анионного мотива расплавов фосфатов было бы весьма полезно иметь в распоряжении набор спектров КРС фосфатов с разной степенью поликонденсации анионов, начиная с изолированного тетраэдра POi/ и далее последовательно в виде двух, трех и т.д. сочлененных тетраэдров. В этом случае мы имели бы возможность путем сравнения спектров КРС определять наличие в исследованном фосфате анионных цепей той или иной длины, а также выявить общие закономерности изменения спектров КРС при увеличении степени поликонденсапии анионного мотива и проверить справедливость приближения характеристических колебаний отдельных связей (см. 6 гл.1 ).

Однако приготовить в кристаллическом состоянии фосфаты с последовательно меняющейся длиной анионов не представляется возможным, т.к. некоторых соединений не существует. Что касается стеклообразного состояния, то здесь возникают трудности, связанные с тем, что фосфаты .с малой длиной анионов, например, орто-и пирофосфаты плохо стеклуются. При использовании растворов возникают сложности с интерпретацией колебательных спектров из-за наличия водородных связейГ28,78,8 . Поэтому наиболее приемлемым для данной цели оказалось расплавленное состояние, так как в этом случае, меняя отношение компонентов в расплаве л- тпт мы могли последовательно изменять длину анионов, начиная от изолированного РОц тетраэдра до длинных цепей, а также могли моделировать анионы, содержащие точки ветвления.

Изотропность окружения анионов в расплаве способствовала определению частот их собственных колебаний. Чтобы максимально приблизиться к случаю "свободных" анионов, нами были выбраны расплавы полифосфатов цезия, так как известно, что связь Cs-0 носит наиболее ионный характер и поэтому можно ожидать, что в расплаве произойдет ее диссоциация. Кроме того, спектры КРС фосфатов цезия, как было обнаруженно, оказались значительно интенсивней спектров фосфатов других щелочных металлов.

Как указывалось в гл.1, возможность проведения анализа анионного состава при изменении температуры, основана на 2-х предположениях:Ісвязь в тетраэдре РОп достаточно прочная, чтобы они сохранялись в расплаве. 2. степень конденсации тетраэдров определяется только отношением М%0/PgOs

Высокотемпературные спектры КРС и характер плавления фосфатов щелочных металлов начала гомологического ряда полифосфатов

В предыдущем параграфе были подробно проанализированы ха рактер плавления фосфатов, анионные группировки которых имеют относительно простое строение - в виде изолированного и двух сочлененных тетраэдров соответственно. Было показано, что для подобных фосфатов характерно существование широкой области предплавления, и что при переходе в расплавленное состояние простейшие по структуре ортофосфат - анионы РОц не меняют симметрию, в то время как для анионов состоящих из двух тетраэдров Р% 0? возможно изменение симметрии за счет вариации взаимного расположения этих тетраэдров. Возникает вопрос: I) как изменится характер плавления, если анион представляет собой не один или два соединенных тетраэдра, а длинную цепь тетра-эдров РОц 2) как меняется характер плавления и строение анионного мотива расплава в зависимости от типа катиона.

Для выяснения этих вопросов были проведены исследования характера плавления и строения расплавов ряда метафосфатов щелочных металлов ПР03 , где Л7- Li,NcLt //, R6, Cs. Приближение характеристических колебаний отдельных связей (см. 6 гл.1) оказалось весьма удобным именно для исследования колебательных спектров длинноцепочечных анионов, определение точной формы которых в расплаве не представляется возможным, так как из-за тепловых флуктуации она непрерывно меняется.

Спектры КРС исследованных веществ показаны на рис. 8-12 Общим для всех длинноцепочечных полифосфатов, как видно из рис .8-12 является малая величина температурной области предплавления йТ - 5-10С, что как отмечалось в 3,2» связано з-с тем, что высокая связность анионного мотива (тетраэдров POq друг с другом) препятствует их ориенгационному разупорядочению Проанализируем более подробно спектры КРС расплавов этих веществ. Как видно из рис.8-12 между ними существуют заметные различия, которые обусловлены во-первых тенденцией к уменьшению значений частот и сужением ширин линий спектров КРС при движении по рщгЬіР03—"CsPOy Во-вторых, начиная с расплава л РОз на низкочастотном крае широкой полосы p-Q-p колебания - обозначенный на рис. Ю буквой д , расположенной в области частот 600-700 см""1, появляется узкая линия (У) интенсивность которой далее при переходе увеличивается и становится доминирующей в CsPO-} . В- третьих, для расплава /\1(Х РОз наблюдается свойственная только ему перестройка колебательного спектра с повышением температуры [86,89.]

Известно, что полная ширина линии КРС складывается из однородной и неоднородной частей. Однородная ширина линии, как отмечалось в главе I, обусловлена процессами рассеяния фо-нонов на фононах. Неоднородная составляющая ширины линии обязана нарушению трансляционной периодичности решетки. На практике разделение этих составляющих представляет значительные трудности. В совершенных кристаллах ширина линий обусловлена, в основном однородной частью, в то время как в стеклах определяющей является неоднородная составляющая, так как даже при комнатной температуре ширина линий весьма значительна и мало меняется с понижением температуры. Что касается расплавов, то разулорядоченность строения приводит к неоднородному уширению, однако если температура значительна, то однородная ширина может стать порядка неоднородной.

Частота колебания осциллятора в самом грубом приближении определяется выражением СО zz yJL . Если рассматривать колебательный спектр расплавов метафосфатов с точки зрения внутримолекулярных колебаний анионных комплексов, что как отмечалось в ЗіЗДбйствительно справедливо в этом случае, то столь значительное уменьшение частот колебаний при переходе от it P03 Cs РО$ не может быть объяснено только изменением массы катионов, тем более что в расплаве связь с ними существенно ослабляется и возможна даже их полная диссоциация.

. Ранее в работе [78] указывалось на тенденцию к уменьшению колебательных частот кристаллических фосфатов при увеличении основности катионов. Однако, причина подобного уменьшения частот до настоящего времени не выяснена. Этот вопрос вероятно требует более всестороннего исследования, а на основании только спектров КРС трудно сделать однозначные выводы, кроме как сделать одно предположение, что уменьшение силы поля катионов в ряду Li — Cs ведет к увеличению силовых постоянных в анионных комплексах. Возможно заметную роль играет и следующее обстоятельство: катионы находящиеся в расплаве поляризуются колебательными движениями сложных анионов, в результате между ними возникает взаимодействие, но так как поляризуемость катионов быстро растет при движении по ряду/,/— С$ то растет и величина взаимодействия, что может являться причиной уменьшения колебательных частот.

Колебательный спектр веществ однозначно связан с их строением. Поэтому появление узкой линии в области валентных колебаний Р 0 Р связи в расплавах рассматриваемых метафосфатов также связано с изменением строения расплава при движении по ряду LiP05 — CsP03

Исследование характера плавления и строения расплавов метафосфатов РЗЭ методом КРС

Рассмотрим изменение структуры и колебательных спектров КРС метафосфатов редкоземельных элементов начала, середины и конца ряда РЗЭ с температурой..

Подобный выбор соединений способствует выявлению некоторых общих закономерностей в температурном поведении редкоземельных фосфатов.

Целесообразно начать исследования с метафосфата иттербия Y$(P0$) по двум причинам: зо-первых, представляло интерес выяснить возможность превращения исходной модификации формы П в известную модификацию формы С. Во-вторых, поскольку модификация формы С для Y5(P0$)$ хорошо изучена методами рентгеноструктурного анализа [40-41] ее спектр КРС можно использовать в качестве "эталонного" характерного для структуры формы С. Спектры КРС метафосфатов РЗЭ, соответствующие кристаллическим модификациям I и П приведены в I настоящей главы. Имея в своем распоряжении в качестве "эталонов" спектры КРС кристаллических модификаций (1,П и С), мы могли однозначно идентифицировать структуру образца после фазового превращения. На рис.15 показаны спектры КРС Yo(r 0з)з ПРИ различных температурах. Как видно из рисунка, с повышением температуры наблюдается обычное монотонное смещение и уширение линий КРС обусловленных процессами рассеяния фононов. Однако при Т=950С на спектре начинают появляться дополнительные линии интенсивность которых быстро растет с повышением температуры, а исходных наоборот падает. На рис.15г,д стрелками отмечены наиболее интенсивные из появившихся линий. В интервале температур Т= = 950-Ю00С перераспределение интенсивноетей между "старыми и новыми" линиями заканчивается и дальнейшее нагревание вплоть до температуры плавления ( "J = 1560С) не вызывает существенных изменений колебательного спектра КРС. Следует отметить, что заметные изменения произошли в основном в низкочастотной области спектра ЛУ =0 -800 см , в то время как высокочастотная часть спектра Д\) = 1000-1300 см""1 практически не изменялась см.рис. 15 . Описанные выше изменения колебательного спектра КРС в интервале температур Т=950-Ю00с можно объяснить наличием фазового перехода. Подобное утверждение сог - 76 ласуется также с результатами работы [44] , где по данным ДТА был зафиксирован эндотермический эффект при Т= 960С. На основе данных ДТА и рентгеноструктурного анализа авторами в работе [44] был сделан вывод о существовании в Уи(Р0 )3 обратимого фазового перехода при Т= 960С, без идентификации высокотемпературной фазы. Проведенные нами исследования фазового перехода методом КРС указывают на то, что этот переход носит необратимый характер; при обратном охлаждении образца, испытавшего фазовое превращение, до комнатной температуры, его колебательный спектр КРС не претерпевал изменений. Рентгенограмма этого образца оказалась идентична известной для Уо(Р0ш модификации формы С. Таким образом, можно сделать вывод, что япри Т= 960С происходит необратимый фазовый переход из формы П в форму С ( П -J C).

Это дало нам возможность иметь спектр КРС метафосфатов РЗЭ, принадлежащие структурной модификации формы С. На рис.16 для сравнения показаны спектры КРС структурных модификаций I, П и С при Т=20С. Нами было обнаружено, что другие метафос-фаты второй половины ряда лантаноидов подобно У5(РОз)з при нагревании также испытывают необратимое фазовое превращение из формы П в форму С, но при других температурах: ТИоф0 = 75-800С 7 й/ р0з) = 1050-П00с Для сравнения на рис. 17 приведены спектры КРС при Т= 20С исследованных метафосфатов конца ряда РЗЭ до и после фазового перехода. На основании вышеизложенных результатов можно сделать общий вывод о том, что кристаллическая модификация формы П, которую могут иметь метафосфаты РЗЭ второй половины ряда лан-тоноидов, синтезированные из расплава полифосфорных кислот при Т = 200 неустойчива и при высокой температуре переходит в мо - 77 дификацию типа С.

Перейдем к анализу температурного поведения колебательных спектров КРС т(Р0з)$ и Еи(Р03)ъ, относящихся к середине ряда метафосфатов РЗЭ. На рис.18-19 показаны спектры КРС этих веществ при различных температурах. Ранее в работе [90J было указано, что Eu(PO$)i при Т=1060С испытывает необратимый фазовый переход из формы І в форму С. Наличие фазового перехода нами было обнаружено при изучении спектров КРС как в от(Р0з)з , так и VL (Р O3J3 Так на спектрах КРС при Т=Ю70С для Ви(Р0ъ)з начинают появляться . линии, характерные для кристаллической модификации формы С (см.рис.18), одновременно интенсивность линий КРС, связанные с кристаллической фазой формы I исчезают. Далее кристаллическая форма С сохраняется при нагревании вплоть до температуры плавления.

Такой же характер фазового превращения структуры типа І в С был нами зарегистрирован при нагревании метафосфата самария (рис. jg ). Температура прямого превращения (1280С) при этом была значительно выше, чем у Е и (РО )Л1О700) и была всего на 25 градусов ниже точки плавления (Тпл.Ът(Р0Л = 1305С).

Похожие диссертации на Исследование колебательных спектров щелочных и редкоземельных фосфатов в кристаллическом, стеклообразном и расплавленном состоянии методом КРС