Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Влияние условий синтеза на формирование композита Y3-xLaxFe5-yO12+δ/La1-xYxFe1-yO3

О.И. Гырдасова1, А.Е. Степанов2, С.В. Наумов3, С.Н. Шкерин4

1 ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук»
2 ФГБУН «Уральского Федерального Университета им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина»
3 ФГБУН «Институт Физики Металлов Уральского отделения Российской академии наук»
4 ФГБУН «Институт Высокотемпературной Электрохимии Уральского отделения Российской академии наук»

DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.583

Оригинальная статья

Аннотация: Выращиванием из гомогенного расплава методом бестигельной зонной плавки получены стеклообразные композитные материалы, имеющие высокие значения кислородной проводимости. Отмечена сложная архитектура композита: основной фазой является высокодефектный по катионной и анионной подрешеткам Y3-xLaxFe5–yO12+δ со структурой граната, внутри которого наблюдается прорастание нитевидных кристаллов La1–xYxFe1–yO3 со структурой перовскита. Исследовано влияние метода синтеза поликристаллических прекурсоров, использованных в качестве сырья для получения расплава, на формирование структуры композитов La1-xYxFe1-yO3/Y3-xLaxFe5-yO12+δ. Композит, полученный из прекурсора сформированного формиатным методом содержит ~87 мол.% основной фазы. Композит полученный из прекурсора сформированного методом СВС ~76 мол.% фазы граната. Полученные композиты имеют выделенное направление роста основной фазы Y3-xLaxFe5-yO12+δ <100>.

Ключевые слова: феррит иттрия, структуры граната, синтез, прекурсоры, морфология, композиты, кислородная проводимость

  • Гырдасова Ольга Ивановна – к.х.н., ведущий научный сотрудник лаборатории неорганического синтеза, ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук»
  • Степанов Антон Евгеньевич – студент 4 курса Института новых материалов и технологий, ФГБУН «Уральского Федерального Университета им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина»
  • Наумов Сергей Владимирович – к.ф.-м.н., старший научный сотрудник лаборатории магнитных полупроводников, ФГБУН «Институт Физики Металлов Уральского отделения Российской академии наук»
  • Шкерин Сергей Николаевич – д.х.н., главный научный сотрудник лаборатории электрохимического материаловедения, ФГБУН «Институт Высокотемпературной Электрохимии Уральского отделения Российской академии наук»

Ссылка на статью:

Гырдасова, О.И. Влияние условий синтеза на формирование композита Y3-xLaxFe5-yO12+δ/La1-xYxFe1-yO3 / О.И. Гырдасова, А.Е. Степанов, С.В. Наумов, С.Н. Шкерин // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 583-592. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.583.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Geller, S. Structure and ferrimagnetism of yttrium and rareearth–iron garnets. / S. Geller, M.A. Gilleo //Acta Crystallographica. – 1957. – V. 10. – Part 3. – P. 239. DOI: 10.1107/S0365110X57000729.
2. Aichele, T. Garnet layers prepared by liquid phase epitaxy for microwave and magneto-optical applications – A review / T. Aichele, A. Lorenz, R. Hergt, P. Görnert // Crystal Research and Technology. – 2003. – V. 38. – I. 7-8. – P. 575-587. DOI: 10.1002/crat.200310071.
3. Harris, V.G. Recent advances in processing and applications of microwave ferrites / V.G. Harris, A. Geiler, Y. Chen et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials – 2009. – V. 321. – I. 14. – P. 2035-2047. DOI:10.1016/J.JMMM.2009.01.004
4. Elwell, D. Mechanism of electrical conduction in garnets / D. Elwell, A. Dixon // Solid State Communications – 1968. – V. 6. – I. 8. – P. 585-587. DOI: 10.1016/0022-4596(75)90315-1
5. Larsen, K. Electrical properties of yttrium iron garnet at high temperatures. / Larsen and R. Metselaar // Physical Review B. – 1976. – V. 14. – I. 6. – P.2520-2527. DOI: 10.1103/PhysRevB.14.2520.
6. Liu, H. Structure, optical spectroscopy properties and thermochromism of Sm3Fe5O12 garnets / H. Liu, L. Yuan, S. Wang // Journal of Materials Chemistry C. – 2016. – V. 4. – I. 44. – P. 10529-10537. DOI: 10.1039/c6tc02830f.
7. Yamagishi, T. Ferrimagnetic order in the mixed garnet (Y1-xGdx)3Fe5O12 / T. Yamagishi, J. Awaka, Y. Kawashima et al. // Philosophical magazine. – 2006. – V. 85. – I. 17. – Р. 1819-1833. DOI: 10.1080/09500830500038092.
8. Jiang, L. Synthesis and magnetic properties of nanocrystalline Gd3Fe5O12 and GdFeO3 powders prepared by sol–gel auto-combustion method / L. Jiang, S. Yang, M. Zheng, H. Chen, A. Wu // Materials Research Bulletin. – 2018. – V. 104. – P. 92-96. DOI: 10.1016/j.materresbull.2018.04.010.
9. Kharton, V. Ionic transport in Gd3Fe5O12 and Y3Fe5O12−based garnets / V.V. Kharton, A.L. Shaula, E.N. Naumovich et al. // Journal of the Electrochemical Society. – 2003. – V. 150. – № 7. – P. J33-J42. DOI: 10.1149/1.1574810.
10. Bhosale, D.R. High oxide ion conductivity below 500 ◦C in the garnets LaxY3-xFe5O12+δ / D.R. Bhosale, S.M. Yusuf, A. Kumar et al. // Physical Review Materials. – 2017. – V. 1. – I. 1. – Art. № 015001. – 5 p. DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.1.015001.
11. Yousaf, M. Evaluation of rare earth (Yb, La) doped (Sm3Fe5O12) garnet ferrite membrane for LT-SOFC / M. Yousaf, M. Akhtar, M.Y. Shah et al. // International Journal of Hydrogen Energy – 2021. – V. 46. – I. 15. – P. 9996-10006. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2020.01.166.
12. Sharma, V. Synthesis and characterization of yttrium iron garnet (YIG) nanoparticles - microwave material / V. Sharma, J. Saha, S. Patnaik, B. Kuanr // AIP Advances. – 2017. – V. 7. – I. 5. – P. 056405-1-056405-6. DOI: 10.1063/1.4973199.
13. Гырдасова, О.И. Сорбционная и фотокаталитическая активность Zn1-xCuxO (x=0,05 и 0,15) к As (III) в щелочной среде / О.И. Гырдасова, Л.А. Пасечник, В.Н. Красильников, В.Т. Суриков, М.В. Кузнецов // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. \ – С. 792-804. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.792.
14. Porotnikova, N. Effect of grain boundaries in La0.84Sr0.16CoO3−δ on oxygen diffusivity and surface exchange kinetics. / N. Porotnikova, A. Farlenkov, S. Naumov et al. // Physical Chemistry Chemical Physics. – 2021. – V. 23. – I. 19. – P. 11272-11286. DOI: 10.1039/D1CP01099A.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒