Аналіз кристалічної структури поліморфних модифікацій сполуки Ва6Ta2O11

Автор(и)

  • Viktor Zavodyannyy Державний вищий навчальний заклад «Херсонський державний аграрний університет», вул. Стрітенська, 23, м. Херсон, Україна, 73006, Україна https://orcid.org/0000-0002-8224-8215

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.214849

Ключові слова:

рентгеноструктурний аналіз, кристалічна структура, метод Рітвельда, сполука Ва6Ta2O11, поліморфні модифікації.

Анотація

Об’єктом дослідження є кристалічна структура поліморфних модифікацій сполуки Ва6Ta2O11. Дана сполука має малі діелектричні втрати в надвисокочастотному (НВЧ) діапазоні та може бути використана в мікрохвильовій техніці. Сполука кристалізується в структурному типі кріоліту з параметрами кубічної ґратки а=8,69А°. Разом з тим, для Ва6Ta2O11 властивий поліморфізм. В роботі запропоновано моделі кристалічних структур для a- та b-фази сполуки для спектрів під номерами 00-049-0899, та 00-049-0903 в базі даних порошкових дифрактограм PDF-2 за 2004 рік. Сполука має решітку, яка належить не до тетрагональної сингонії, як це було запропоновано раніше, а до орторомбічної. Для a-фази запропонована структурна модель: орторомбічна сингонія з періодами решітки a=6.218 A°; b=8.509 A°; c=6.227 A°. Можлива просторова група симетрії P212121 (19). Фактор розбіжності R=8.54707 %. Для b-фази: орторомбічна сингонія. Можлива просторова група симетрії Fmmm (69) з періодами решітки a=8.668(7) A°; b=8.677(8) A°; c=8.685(7) A°. Фактор розбіжності R=7.03646 %. Припускаємо, що фазові переходи пов’язані не тільки зі зміною симетрії решітки (появою других елементів симетрії кристалу), але і з розупорядкуванням структури. Правильні системи точок a- та b-фази сполуки не повністю заповнені, що вносить дефекти в кристалічну ґратку. Таким чином, структура a-фази сполуки має неповністю заповненні позиції атомів B2, B5, B6, B7, Ta2, Ta3, O3, O10 (має правильну систему точок 4a). Структура b-фази має правильні системи точок 4a, 4b, 8f, 32p, неповністю заповнені атомами. Це призводить до спотворення кристалічної структури досліджуваної сполуки. Структура b-фази має додатково елементи симетрії площини дзеркального відбиття, перпендикулярні осям x, y, z. Мають елементи симетрії: вісь симетрії 2 порядку, паралельні осям x, y, z. Також гвинтові осі симетрії 2 порядку (властиві обом структурам), паралельні осям x, y, z, та площини ковзаючого відбиття, перпендикулярні осям x, y, z, з n-ковзанням по діагоналі. Проведені дослідження кристалічної структури сполуки дають змогу більш детальніше вивчити її фізичні властивості, зокрема, як перспективного діелектрика НВЧ діапазону.

Біографія автора

Viktor Zavodyannyy, Державний вищий навчальний заклад «Херсонський державний аграрний університет», вул. Стрітенська, 23, м. Херсон, Україна, 73006

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра будівництва

Посилання

  1. Surendran, K. P. (2004). Investigation on low loss dielectric ceramic materials for wireless communication thesis submitted to the university of Kerala. Kerala.
  2. Kovba, L. M., Lykova, L. N., Paromova, M. V., Polschikova, Z. Ia. (1977). Polimorfizm tantalata bariia Ba6Ta2O11. Zhurnal neorganicheskoi khimii, XXII (9), 2584–2586.
  3. Brixner, L. H. (1958). Preparation and Structure of the Strontium and Barium Tantalates Sr3TaO5.5and Ba3TaO5.5. Journal of the American Chemical Society, 80 (13), 3214–3215. doi: http://doi.org/10.1021/ja01546a011
  4. Ohsato, H., Varghese, J., Jantunen, H. (2020). Dielectric Losses of Microwave Ceramics Based on Crystal Structure. Electromagnetic Materials and Devices. doi: http://doi.org/10.5772/intechopen.82483
  5. Vanderah, T. A., Roth, R. S., Siegrist, T., Febo, W., Loezos, J. M., Wong-Ng, W. (2003). Subsolidus phase equilibria and crystal chemistry in the system BaO–TiO2–Ta2O5. Solid State Sciences, 5 (1), 149–164. doi: http://doi.org/10.1016/s1293-2558(02)00089-4
  6. Ropp, R. C. (2013). Group 5 (V, Nb and Ta) Alkaline Earth Compounds. Encyclopedia of the Alkaline Earth Compounds, 701–794. doi: http://doi.org/10.1016/b978-0-444-59550-8.00009-0
  7. Surendran, K. P., Mohanan, P., Sebastian, M. T. (2004). The effect of glass additives on the microwave dielectric properties of Ba(Mg1/3Ta2/3)O3 ceramics. Journal of Solid State Chemistry, 177 (11), 4031–4046. doi: http://doi.org/10.1016/j.jssc.2004.07.018
  8. Labib, A. A. (2013). Structural, magnetic and electrical studies on some mixed metal perovskite oxides. The University of Sydney, 186.
  9. Animitsa, I., Nieman, A., Titova, S., Kochetova, N., Isaeva, E., Sharafutdinov, A. et. al. (2003). Phase relations during water incorporation in the oxygen and proton conductor Sr6Ta2O11. Solid State Ionics, 156 (1-2), 95–102. doi: http://doi.org/10.1016/s0167-2738(02)00605-7
  10. Goto, T., West, A. R. (1990). A.C. Impedance and Transport Number Measurements of Ba6 Ta2O11. MRS Proceedings, 210. doi: http://doi.org/10.1557/proc-210-669

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-10-30

Як цитувати

Zavodyannyy, V. (2020). Аналіз кристалічної структури поліморфних модифікацій сполуки Ва6Ta2O11. Technology Audit and Production Reserves, 5(1(55), 4–11. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2020.214849

Номер

Том 5 № 1(55) (2020): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Матеріалознавство: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Viktor Zavodyannyy

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.