Введение к работе
Актуальность работ. Решение задач современной техники требует создания новых материалов, базирующихся на использовании химических соединений, неизвестных в форме природных минералов, но синтезируемых искусственным путем. Актуальным является создание сложных многокомпонентных фаз, свойствами которых можно плавно управлять путем постепенного изменения их состава.
К числу объектов, представляющих большой практический интерес, относятся Материалы с широким ассортиментом различных технических свойств: сегнето- и антисегнетоэлектри-ческих,пьезоэлектрических, электрооптических,сегнетомаг-нитных, электретных и т. д. Такими ценными техническими свойствами обладают, в частности, материалы на основе оксидов висмута, РЗЭ, титана н ниобия. Интерес к этим материалам вызван и их перспективностью в качестве основных компонентов для создания высокотемпературных сверхпроводников.Однако, научно обоснованное прогнозирование получения новых материалов возможно лишь при изучении фазовых соотношений в системе ВІ2О3 — ЬагОз — Т1О2 - Nb^Os при различных сочетаниях компонентов. К настоящему времени усилиями многих ученых определены фазовые соотношения только в частных системах: Ьа20з - ТЮ2, Ьа20з - Nb2C>5, BijOj-TiOj, Nb205 -ТЮ*, Bi203-Nb205, LajOj-TiC^-Nb^. Обнаружение более сложпых фаз в этой системе, установление их индивидуальных особенностей, структурной устойчивости, условий синтеза, областей гомогенности, условий взаимодействия их с другими фазами возможно только при детальном изучении указанной диаграммы состояния.
Работа выполнялась в соответствии с тематическими планами научно-исследовательских работ Санкт-Петербургского Государственного технологического института (технического университета) на 1991 - 96 гг., финансируемых из средств республиканского госбюджета.
Цеди работы:
уточнение фазовых соотношений в системе ВІ2О3 — ЬагОз;
исследование тройных систем ВІ2О3 — Ьаг03 — Nb205, Ві203 - ТЮ2 - Nb205, ВЇ2О3 - La203 - Ті02 методом по-литермическйх сечений и построение наиболее важных в физико-химическом отношении диаграмм состояния;
—- построение диаграммы плавкости тройной системы La203 — ТіОг - Nb205 расчетно-экспериментальным путем с использованием модели регулярных растворов;
физико-химическое исследование выявленных твердых-растворов и новых индивидуальных фаз;
изучение электрических и других технических свойств тройных фаз системы ВІ2О3 — Ьаг03 - ТЮ2 — Nb20j.
Научная новизна. Методами политермических и изотермических сечений изучены фазовые равновесия в системе Bi203 - La203 - ТІ02 - Nb205.
Выяснена сущность высокотемпературного взаимодействия компонентов и построена диаграмма состояния системы ВІ2О3 -- La203 в интервале температур 700- 1400'С.
Получены данные о фазовых соотношениях в широком интервале температур и концентраций компонентов в частных разрезах BiNb04 - LaNb04l Bi5Nb30i5 - LaNb309, Bi.,Ti30i2 -La4Ti3012, ВІ4гГіз012-Ьа2ТІ207, Bi^O^-Bis^Ois, построены диаграммы состояния соответствующих истинных разрезов. В частных разрезах BisNbsOis-LaNb^Og и ВІ4ТІ3О12 -La2Ti207 систем Ві203 - ta2Oj - Nb205 и Ві20з - ЬагОз - Ті02 обнаружена кристаллизация тройных соединений: Bi5La2Nbj033 и Ві^агТійОї!), вычислены параметры элементарных ячеек кристаллических решеток.
Выполнена триангуляция тройной системы ВЬ03 - ТіОг -Nb205 при 1100 "С, в которой зафиксировано образование четырех тройных соединений: Bi3TiNbOg, Bi7Ti,|Nb02i, Bii2TiieNbu08f„ Bii2TiuNb4O50.
Расчетно-экспериментальным методом построена диаграмма плавкости тройной системы ЬагОз —TiOj —NbiOr,. имеющая
16 полей кристаллизации индивидуальных фаз и 17 нонвари-антных точек, являющихся эвтектическими.
Получены данные о физико-химических свойствах твердых растворов на основе ВізТіШзОа и ВІ4ТІ3О12 в частных разрезах Ві4Ті3012 - Bi5Nb3015l ВІ4ТІ3О12- La2Ti2b7.
Практическая ценность. Разработаны условия синтеза и осуществлена оценка электрических и оптических свойств материалов на основе соединений, кристаллизация которых выявлена в системе ВІ2О3 — LajOj — ТЮ2 — Nb2Os. Повышенные значения диэлектрической проницаемости полученных материалов могут представить интерес для электронной промышленности, а высокие значения коэффициентов светопреломления — для технологии оптических материалов.
Данные о фазовых соотношениях в изученной системе, физико-химических свойствах и условиях синтеза индивидуальных фаз носят справочный характер, могут быть использованы в курсах лекций но физической химии тугоплавких неметаллических материалов и кристаллохимии.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на Всероссийском совещании "Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной экономики" (г. Москва, 1995 г.).
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 170 страницах Машинописного текста,состоит из введения, аналитического обзора, семи глав экспериментальной части и основных выводов, содержит 56 рисунков и 25 таблиц. Список цитируемой литературы насчитывает 160 источников.
