Синтез и физико-химическое исследование слоистых купратов в системах Bi-Ba-Ln-Cu-O Наумов, Николай Геннадьевич

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Открытие высокотемпературной сверхпроводимости и перспективы практического использования. ВТСП материалов определяет актуальность работ в области синтеза, химической модификации и исследования фундаментальных свойств высокотемпературных сверхпроводников. Не менее важно исследование родственных фаз, в первую очередь, изоструктурных сверхпроводниковым, что позволяет глубже понять взаимосвязь состав-структура-свойство и выявить факторы, ограничивающие область существования того или иного структурного типа.

В этой связи настоящая работа, посвященная систематическому . исследованию фазовых превращений в системах Bi-Ba-bn-Cu-o, является весьма актуальным исследованием.

Диссертационная работа выполнена в рамках проекта №203 раздела "Фундаментальные основы химии "и технологии . ВТСП" Государственной программы "Высокотемпературная сверхпроводимость".

ЦЕЛЫ) РАБОТЫ явилось:

поиск условий синтеза слоистых купратов со структурами типа 2201 и 2212 в системах Bi-Ba-Ln-Cu-O;.

определение границ существования висмут-бариевых купратов со. структурами типа 2201 и 2212 при варьировании катионнрго состава;

изучение причин, ограничивапдих устойчивость' таких фаз до отношению к распаду при изменении ряда параметров;

исследование строения и физико-химических свойств новых фаз.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы состоит в том, что в ней : .„_.

впервые найдены пути стабилизации купратов с одновременным присутствием атомов висмута и бария в кристаллической решетке;

получены и охарактеризованы два новых семейства слоистых купратов BigBaLnCuO^g И BigBaglnCUgOg^ (In = La, Рг, Kd) со структурами типа 2201 и 2212, соответственно;

установлено, что для других редкоземельных элементов {Се, Sm, Eu, Gd) и иттрия в изученных экспериментальных условиях более стабильной < чывается фаза со структурой перовскита;

методом рентгенографии порошка решены структуры фаз

BigBagNdCUgOg _зб И BipBaLaCuOgigl'- . --'.' -. методом волътампе'рометрии твердых фаз исследованы электронные . состояния атомов, в фазах.со.структурой-типа 2201; '^: '- проведено исследование .- термодинамики '-реакций ^; распада

'BlgBaInCu0g_>5. = BaBi₀:₅ln₀ .gOg-'g +/^^.5^(^.5 ^{+ Cu0}» ^К0Т0Р^ые /определяют фазовые превращения в системах Bi-Ba-Xn-»Cu-o. Показано, что-размер катионов лантаноидов определяет'устойчивость фаз BigBaLnCuOg д.по отношению к распаду-на продукты реакции. ^:

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ, Сформулированы кристаллохимические; й термодинамические принципы, стабилизации .висмут-бариевых¹ купратов. Разработаны методы синтеза висмут- бариевых купратов в атмосфере инертного- газа. Впервые получены купраты BigBaLnCuOg₊₆, BigBagtnCugO_e+5 (In > Ъа, Ргі ыа). Получены данные по стандартным энтальпиям образования фаз .BigMLaCuOg ₆ (М= Ва, Ba₀vSr₀ -. Sr). Полученная в работе совокупность результатов способствует дальнейшему развитию представлений об областях существования двух практически 'значимых, семейств сверхпроводниковых материалов. ' /.

; НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ: ,

І..Методы синтеза фаз BigBaXnCuOg₊₆-H BigBa₂LnC\igOg₊₆ (Ln = La,

pr;_Nd).. ;

1. Данные по строению фаз BigBalaCuOg ₅ и BigBagNdCUgOg __6<

2. Результаты исследования областей ' существования фаз со-структурой типа 2201 и 2212 при изменении катионнаго состава. .

'4. Данные по энтальпиям образования' фаз' BigMXaCuOg ₅ (м= Ва, Ba_{Q 5}Sr_{Q 5}, Sr) со структурой типа 2201. 5. Данные по электронным состояниям атомов в-фазах со' структурой типа 2201.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Материалы работы были представлены'на \ конференции . "Высокотемпературные сверхпроводники. Проблемы материаловедения" (Гармиш-Партенкирхен, ФРГ, май 1990 г.), I

научно-практической конференции Висмутовые соединения ' и

материалы", (Коктебель, апрель 1992 г.), на конкурсе научной
молодежи ИНХ СО РАН (1992 г.), на II'международной конференции по
f-элементам (Хельсинки, август 1994г.). '

ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертационной работы опубликовано 6 работ, включая 3 тезисов докладов.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и списка литературы. ' Она изложена на IJ2 страницах машинописного текста и иллюстрирована 26 таблицами и 41 рисунком. В конце сформулированы основные выводы работы. Список цитируемой литературы насчитывает 135 работ.