Введение к работе
Актуальность работы. Задача поиска новых синтетических веществ и перспективных материалов на их основе является весьма актуальной. К числу новых материалов, получивших широкое применение в технике, относятся материалы на основе кислородных соединений молибдена, вольфрама, ниобия, а также редкоземельных элементов. Так, ниобаты — это сегаетоэлектрики и люминофоры, молибдаш и вольфрамати — люминесцентные и лазерные кристаллы. На основе сложных оксидов с различными катионами и тетраэд-рическіш анионом получены матрицы для фиксирования долгоживу-щих изотопов, материалы акустооптики и оптоэлектроники, супе-рионники, катализаторы и другое.
Оксиды редкоземельных элементов являлись предметом многолетних систематических исследований ученых ИХС РАН имени И.В. Гребенщикова, МГУ имени М.В. Ломоносова, ЙОНХ им. Кур накова, СПбГТИ (ТУ) и др.
Изучены оксиды со смешанными катионами. В меньшей степени исследованы сложные оксиды редкоземельных элементов со смешанными анионами. Восполнить в изъестной мере этот пробел — задача настоящего исследования.
В качестве объектов исследования выбраны системы, слагаемые редкоземельными оксидами со структурами вольфрамита и шеелита, что обусловлено как наличием у этих минералов интересных в практическом отношении свойств, так и известнсі химической близостью, предопределяющей возможность формирования в данных си темах фаз переменного состава.
Работы выполнялись в соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ Санкт-Петербургского технологического института (технического университета) на 1993—1996 гг., финансируемых из средств республиканского госбюджета.
Пели работы:
изучение фазовых равновесий в системах Me2+304-LaNb04 (Ме2+ — Mg, Са, Si, Ва, Си; Э — Mo, W);
синтез и изучение свойств новых многокомпонентных оксидов на основе оксидов щелочноземельных и редкоземельных элементов и оксидов ниобия и молибдена (вольфрама);
— выяснение влияния проявления изоморфизма в указанных системах на изменение некоторых физико-химических характеристик материалов на их основе.
Научная новизна. Впервые получены данные о фазовых равновесиях и построены диаграммы состояния псевдобинарных систем Me2+304-LaNb04 (Ме2+ — Mg, Са, Sr, Ва, Cd; Э — Mo, W).
Выявлено, что характер фазовых отношений в изученных системах определяется, в основном, природой и размерными характеристиками двухвалентных катионов, а также структурой соответствующих молибдатов и вольфраматов.
Наибольшее сходство фазовых отношений присуще системам с участием соединений щелочноземельных элементов, для которых характерна ограни1: :цная растворимость только на основе ниобата лантана в случае, коща второй компонент представляют соединения магния, обширная растворимость на основе обоих компонентов в системах с участием соединений кальция и бария и неограниченная растворимость в системах с участием соединений стронция.
Для систем с участием молибдатов (вольфраматов) кадмия в отличии от таковых на основе щелочноземельных молибдатов (вольфраматов) переход к ниобату лантана осуществляется через промежуточные кристаллические фазы со структурой, родственной шеелиту.
Изучена зависимость свойств твердых растворов от состава и выявлено ее соответствие закону Вегарда.
Установлено существование 10 новых соединений состава Cdo.jLDo.5Nbo,5W0,504 (Ln — La, Nd, Sm, Gd, To, Dy, Ho, Er, Tm, Yb), кристаллизующихся в структурном тине шеелита. Отработаны параметры таердофазового синтеза этих веществ и определен ряд их физико-химических характеристик.
Выявлена возможность использования молибдатов (вольфраматов) двухвалентных элементов в качестве кристаллохимических стабилизаторов шеелнтоподобной формы ортониобата лантана.
Практическая ценность. В работе изучена люминесценция соединений CdW04 La2(W04)3, Cd\V04 . LaNb04, активированных Er* и Tb . Выявлено, что данные веществам присуща люминесцен-ц.л прм фотовозбуждении.
Результаты исследования взаимодеіісті ія молибдатов (вольфраматов) элементов II группы Периодической системы с нно-батами редкоземельных элементов, сведения о составе, структуре новых соединений, их кристаллографических и термических характеристиках могут служить справе шыми данными о новых оксидных материалах при выполнении прикладных работ, а также при чтении курса лекций по неорганической химии, физической химии и химии редких элементов.
Апробация работы, Материалы диссертации докладывались на Всероссийском совещании "Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономики" (г.Москва, 1995 г.), а также на заседаниях кафедры кристаллохимии и общей технологии силикатов.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из пяти глав "' основных выводов, содержит 51 рисунок, 19 таблиц и приложения, включающие 8 таблиц. Список литературы насчитывает 91 источник.
