Исследование влияния примесей ниобия и тантала на полиморфизм вольфрамата висмута Маслов Антон Научный руководитель: с.н.с., к.ф.м.н., Харитонова Е.П. - презентация

1 Исследование влияния примесей ниобия и тантала на полиморфизм вольфрамата висмута Маслов Антон Научный руководитель: с.н.с., к.ф.м.н., Харитонова Е.П

2 Вольфрамат висмута Bi 2 WO 6 Особые физические свойства: сегнетоэлектрические, пьезоэлектрические кислородпроводящие, каталитические. Имеет при комнатной температуре ромбическую полярную структуру с пространственной группой Pca2 1 с параметрами ячейки a= Å, b= Å и c= Å. Структура Bi 2 WO 6 Bi 2 O 2 WO 6

3 Вольфрамат висмута Влияние примесей на фазовые переходы изучено не было. Обладает сложным полиморфизмом.

4 Цель работы Изучение фазообразования твердых растворов на основе вольфрамата висмута с замещением вольфрама ниобием и танталом. Исследование влияния примесей Nb и Ta на полиморфизм вольфрамата висмута. Синтез кристаллов вольфрамата висмута, легированных танталом.

5 Методика эксперимента Рентгенофазовый анализ (дифрактометр ДРОН 2.0, CuK -излучение). Дифференциальная сканирующая калориметрия (NETZSCH STA 449C, скорость нагрева-охлаждения 10К/мин). Выращивание монокристаллов (Bi 2 W 1- x Ta x O 6-y ) методом спонтанной кристаллизации из раствора в расплаве.

6 Рентгеновский фазовый анализ Bi 2 W 1-x Nb x O 6 x=0.40 x=0.30 x= o x=0 x=0.02 x=0.05 x=0.10 x=0.20 x=0.25 x=0.50 x=0.60 x=0.80 x= o x = 0 x = 0.02 x = 0.05 x = 0.10 x = 0.15 x=0.20 x=0.25 x=0.30 x=0.40 x=0.50 x=0.60 x=0.80 x=1.00 Bi 2 W 1-x Ta x O 6 Рентгеновские порошковые дифрактограммы образцов в системах Bi 2 W 1-x Nb x O 6-y и Bi 2 W 1-x Ta x O 6-y. Bi 2 W 1-x Nb x O 6-y Bi 2 W 1-x Ta x O 6-y

7 Определение границы твердых растворов T, o C ДСК, мкВ/мг Кривые ДСК образцов Bi 2 W 1-x Nb x O 6-y и Bi 2 W 1-x Ta x O 6-y с содержанием примеси х = 0.15, 0.2, 0.25.

8 Параметры элементарной ячейки Концентрационная зависимость параметров элементарной ячейки твердых растворов в системах Bi 2 W 1-x Nb x O 6-y и Bi 2 W 1-x Ta x O 6-y. x x a, b, c (Å) a a b b c c

9 Фазовые переходы Кривые ДСК образцов Bi 2 W 1-x Nb x O 6-y с содержанием примеси х = 0, 0.02, 0.05, 0.10, 0.15.

10 Фазовые переходы Кривые ДСК образцов Bi 2 W 1-x Ta x O 6-y с содержанием примеси х = 0, 0.02, 0.05, 0.10, 0.15.

11 Выводы Была установлена граница твердых растворов в системах Bi 2 W 1-x Nb x O 6-y и Bi 2 W 1-x Ta x O 6-y, которая составляла соответственно x=0.10 и х=0.15. Обнаружено, что синтезированные соединения сохраняют ромбическую симметрию во всей области концентраций ниобия и тантала. Установлено, что повышение содержания примеси в системах приводит к росту температуры реконструктивного фазового перехода и его исчезновению. В системе Bi 2 W 1- x Nb x O 6-y реконструктивный фазовый переход исчезает при х=0.05, а в системе Bi 2 W 1-x Ta x O 6-y при х=0.10. Был синтезирован монокристалл Bi 2 W 1-x Ta x O 6-y при содержании Ta в исходном расплаве 2 мол.%. Введение тантала приводит к сильному уменьшению размера монокристаллов.