Термодинамические свойства титанатов иттрия, Y2Ti2O7, и европия, Eu2Ti2O7, в области температур 7–1800 К

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Изучена температурная зависимость теплоемкости Y2Ti2O7 и Eu2Ti2O7 со структурой пирохлора в интервале температур 7–1800 К. Подтверждено существование небольшой пологой аномалии теплоемкости у титаната европия в интервале 10–60 К. Рассчитаны термодинамические свойства (энтропия, изменение энтальпии и приведенной энергии Гиббса). На основании результатов расчета энергии Гиббса образования из оксидов обоих титанатов сделан вывод об их термодинамической стабильности в области высоких температур.

Full Text

Restricted Access

About the authors

П. Г. Гагарин

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук

Author for correspondence.
Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation

А. В. Гуськов

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation

А. В. Хорошилов

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation

В. Н. Гуськов

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation

О. Н. Кондратьева

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation

М. А. Рюмин

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation

Г. Е. Никифорова

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation

К. С. Гавричев

Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова Российской академии наук

Email: gagarin@igic.ras.ru
Russian Federation

References

  1. Kramer S.A., Tuller H.L. // Solid State Ionics. 1995. V.82. P. 15. https://doi.org/10.1016/0167-2738(95)00156-Z.
  2. Norby T. // J. Mater. Chem. 2001. V.11. P. 11. https://doi.org/10.1039/B003463K.
  3. Wang Z., Wang X., Zhou G., et al.// J. Europ. Ceram. Soc. 2019. V.39. P. 3229. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2019.04.018.
  4. Saif M., Shebl M., Mbarek A., et al. // J. Photochem. Photobiol., A: Chemistry. 2015. V.301. P. 1. http://dx.doi.org/10.1016/j.jphotochem.2014.12.014
  5. Shi F.W., Meng X.J., Wang G.S., et al. // Phys. B: Condens. Matter. 2005. V.370. P. 277. doi: 10.1016/j.physb.2005.09.023.
  6. Lumpkin G.R., Pruneda M., Rios S., et al. // J. Solid State Chem. 2007. V.180. P. 1512. doi: 10.1016/j.jssc.2007.01.028.
  7. Vassen R., Jarligo M.O., Steinke T., et al. // Surf. Coat. Technol. 20101. V.205. P. 938. doi: 10.1016/j.surfcoat.2010.08.151
  8. Ren W., Trolier-McKinstry S., Randall C.A., et al. // J. Appl. Phys. 2001. V.89. P. 767. https://doi.org/10.1063/1.1328408
  9. Wuensch B.J., Eberman K.W., Heremans C., et al. // Solid State Ionics. 2000. V.129. P. 111. https://doi.org/10.1016/S0167-2738(99)00320-3
  10. Ewing R.C., Weber W.J., Lian J.. // J. Appl. Phys. 2004. V.95. P. 5949. https://doi.org/10.1063/1.1707213.
  11. Matteucci F., Cruciani G., Dondi M., et al. // Acta Mater. 2007. V.55. P. 2229. doi: 10.1016/j.actamat.2006.11.008.
  12. Subramanian M.A., Aravamudan G., Subba Rao G.V. // Prog. Solid State Chem. 1983. V.15. P. 55. https://doi.org:10.1016/0079-6786(83)90001-8.
  13. Cioatera N., Voinea E.A., Panaintescu E., et al. // Ceram. Int. 2016. V.42. P. 1492. http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2015.09.095.
  14. Dasgupta P., Jana Y.M., Nag Chattopadhyay A., et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2007. V.68. P. 347. doi: 10.1016/j.jpcs.2006.11.022.
  15. Garbout A., Ben Taazayet-Belgacem I., Férid M. // J. Alloys and Compd. 2013. V.573. P. 43. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.03.279.
  16. Farmer J.M., Boatner L.A., Chakoumakos B.C., et al. // J. Alloys Compd. 2014. V.605. P. 63. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.03.153.
  17. Helean K.B., Ushakov S.V., Brown C.E., et al. // J. Solid State Chem. 2004. V.177. P. 1858. doi: 10.1016/j.jssc.2004.01.009
  18. Pruneda J.M., Artacho E. // Phys. Rev. B. 2005. V.72. P. 085107. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.085107
  19. Johnson M.B., James D.D., Bourque A., et al. // J. Solid State Chem. 2009. V.182. P. 725. doi: 10.1016/j.jssc.2008.12.027
  20. Pal A., Singh A., Ghosh A.K., et al. // J. Magn. Magn. Mater. 2018. V.462. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2018.04.060
  21. Reznitskii L.A. // Inorganic Materials. 1993. V.29. P. [Резницкий Л.А. // Неорган. материалы. 1993. Т. 29. № 9. С. 1310.]
  22. Kowalski P.M. // Scripta mater. 2020. V.189. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2020.07.048
  23. Rosen P.F., Woodfield B.F. // J. Chem. Thermodynamics. 2020. V.141. P. 105974. https://doi.org/10.1016/j.jct.2019.105974.
  24. Sabbah, R., Xu-wu, A., Chickos, et al. // Thermochim. Acta. 1999. V.331. P. 93–204. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(99)00009-X
  25. Ryumin M.A., Nikiforova G.E., Tyurin A.V., et al. // Inorg. Mater. 2020. V. 56. P. 97. https://doi.org/0.1134/S0020168520010148 [Рюмин М.А., Никифорова Г.Е., Тюрин А.В., и др. // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. С. 102]
  26. Prohaska T., Irrgeher J., Benefield J., et al. // Pure Appl. Chem. 2022. V.94. No.5. P. 573. https://doi.org/10.1515/pac-2019-0603.
  27. Maier C.G., Kelley K.K. // J. Am. Chem. Soc. 1932. V.54. P. 3243. doi: 10.1021/ja01347a029.
  28. Westrum E.F., Chirico R.D., Gruber J.B. // J. Chem. Thermodyn. 1980. V.12. P. 717. https://doi.org/10.1016/0021-9614(80)90169-X.
  29. Thiriet C., Konings R.J.M., Javorsky P., et al. // J. Chem. Thermodyn. 2005. V.37. P. 131. doi: 10.1016/j.jct.2004.07.031.
  30. Термические константы веществ. Справочник под ред. Глушко В.П. Москва 1965–1982. http: // www.chem.msu.ru.
  31. Könings R.J.M,. Beneš O., Kovács A., et al. // J. Phys. Chem. Ref. Data. 2014. V.43. P. 013101. doi: 10.1063/1.4825256
  32. Chase M.W., NIST-JANAF Thermochemical Tables, 4th ed. American Chemical Society. 1998.
  33. Gavrichev K.S., Gorbunov V.E., Golushina L.N., et al. // Russ. J. Phys. Chem. A. 1993. V. 67. P. 1554. [Гавричев К.С., Горбунов В.Е., Голушина Л.Н., и др. // Журн. физ. химии. 1993. Т. 67 № 8 С. 1731–1733.]

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Supplement
Download (2MB)
Indexing metadata
3. Fig. 1. Dependences of Cp/T(T2) (a) and the heat capacity (b) of Y2Ti2O7 samples: a – in the region of the lowest temperatures according to the data and b – studied by relaxation calorimetry; the line shows the smoothed heat capacity from the data for all samples. Mass of samples: 9.93 (1), 21.10 (2), 31.65 mg (3).

Download (49KB)
Indexing metadata
4. 2. X-ray images of samples Y2Ti2O7 (a) and Eu2Ti2O7 (b).

Download (49KB)
Indexing metadata
5. 3. Comparison of data on heat capacity of 2TI2O7 (a) and Eu2Ti2O7 (b): adiabatic (1) and relaxation (2) calorimetry.

Download (46KB)
Indexing metadata
6. Fig. 4. Heat capacities of Y2Ti2O7 in the low temperature range (a) and in the range of 200-300 K (b); 1 – data from this work, 2 – data from [19].

Download (56KB)
Indexing metadata
7. 5. Comparison of the heat capacity of Eu2Ti2O7 according to [14] (1) and the present work (2).

Download (26KB)
Indexing metadata
8. 6. The difference in the heat capacity of Eu2Ti2O7 and Y2Ti2O7 (1) and the heat capacity of the Schottky anomaly for the level of 250 cm–1 (2).

Download (25KB)
Indexing metadata
9. 7. Heat capacity of europium (1) and yttrium (2) titanates: o – DSC data, n – adiabatic calorimetry.

Download (32KB)
Indexing metadata
10. 8. Gibbs energy of formation of Y2Ti2O7 (1) and Eu2Ti2O7 (2) from oxides in the range of 298-1800 K.

Download (33KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences