ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ РЗЭ И ТИТАНА СО СТРУКТУРОЙ ПИРОХЛОРА

Гуськов А.В., Гагарин П.Г., Бетенев Г.И.

Институт общей и неорганической химии РАН

119071, г. Москва, Ленинский проспект, д. 31

Y₂Ti₂O₇ и Eu₂Ti₂O₇, являются представителями многочисленной группы двойных оксидов редкоземельных элементов и металлов 4b подгруппы RE2M2O7 (M=Zr, Hf, Ti), кристаллизующихся в структурном типе пирохлора Fd3m. Эти соединения не имеют фазовых переходов во всей области существования до температур превращения в дефектный флюорит (>1800 K) и характеризуются низкой теплопроводностью. Керамические материалы на основе Y₂Ti₂O₇ и Eu₂Ti₂O₇ интересны в качестве защитных (EDC) и термобарьерных материалов (TBC) для газотурбинных установок, твердых электролитов, сцинтилляторов, диэлектриков и материалов атомной промышленности. Высокотемпературная коррозионная и химическая стойкость Y₂Ti₂O₇ и Eu₂Ti₂O₇в условиях агрессивных сред может быть подтверждена термодинамическим моделированием, что способно существенно сократить экспериментальные усилия. Целью настоящей работы явилось измерение молярной теплоемкости Y₂Ti₂O₇ и Eu₂Ti₂O₇, расчеты зависимостей энтропии, приращения энтальпии и приведенной энергии Гиббса в широком интервале температур (до 1800 K).

Образцы были синтезированы и идентифицированы химическим, фазовым и электронно-микроскопическим анализами. Методами адиабатической (16.6-347.1 K) и дифференциальной сканирующей калориметрии (320-1800 K) исследована теплоемкость Y₂Ti₂O₇ и Eu₂Ti₂O₇структурного типа пирохлора. Расчет термодинамических функций Ln₂Ti₂O₇(Y, Eu) проводили с использование сглаженных значений теплоемкости. Полученные значения стандартных термодинамических функций при 298.15 K и оценка энергии Гиббса приведены в таблице:

Стандадартные термодинамические функции при 298.15 K

1. Helean K.B., et al. // J. Solid State Chem. 2004. V. 177. P. 1858.