Стабилизация фазы Ba4Y3F17 в системе NaF-BaF2-YF3

Abstract

Путем твердофазного спекания компонентов во фторирующей атмосфере при 750 °C на протяжении двух недель с закалкой в жидком азоте изучено фазообразование в системе NaF-BaF2-YF3. Подготовленные образцы запаковывали в никелевые капилляры, которые вместе с гидрофторидом бария BaF2·НF помещали в медные контейнеры. Контейнеры заваривали аргонно-дуговой сваркой. Фторирующая атмосфера создавалась пиролизом гидрофторида бария BaF2·HF. Рентгенофазовый анализ проведен на дифрактометре Bruker D8 Advanced, излучение CuKa. Для обработки дифрактограмм было использовано программное обеспечение TOPAS, DifWin, и Powder 2.0. Фторид натрия является хорошей спекающей добавкой, введение его уже в количестве 5 мол. % NaF позволило синтезировать хорошие спеки с четкими дифрактограммами. Обнаружено образование твердого раствора на основе соединения Ba4Y3F17 c тригонально-искаженной структурой флюорита (пр. группа R-3) с содержанием до ~ 20 мол. % NaF. Параметры тригональной ячейки связаны с параметром флюоритовой субъячейки а0 соотношениями а ~ √7/2а0, с ~2√3а0. Общая формула образующегося твердого раствора Ba1–x–yYxNayF2+x–y. Введение фторида натрия уменьшает параметры тригональной решетки и сопровождается образованием анионных вакансий. Стабилизация структуры, выражающаяся в расширении области гомогенности фазы на основе Ba4Y3F17, по-видимому, связана с исчезновением интерстициальных ионов фтора, находящихся в анионном окружении в структуре Ba4Y3F17 как в кубооктаэдрической полости кластеров Y6F36, так и в центре кубов F8. Соответствующий твердый раствор может быть основой новых материалов фотоники. Система NaF-BaF2-YF3 аналогична изученной ранее системе NaF-BaF2-GdF3

Keywords

• фторид натрия
• фторид бария
• фторид иттрия
• твердый раствор