Синтез та дослiдження властивостей неорганiчних сполук на основi LnBa2Cu3O7, LnxLa1-xBa2Cu3O7
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
? мiжплощинних вiдстаней i за вiдповiдними iнтенсивностями. З такою неоднозначнiстю доводиться зустрiчатися при iдентифiкацiСЧ речовин, що кристалiзуються в кубiчну, гексагональну, тетрагональну сингонiй (особливо у випадках речовин з кубiчною сингонiСФю). Але точне визначення параметрiв решiтки значно зменшуСФ неоднозначнiсть.
Роздiл 3. Використання методу порошку в рентгеноструктурному аналiзi
Експериментальнi данi, одержанi для використання лише методу порошку, не завжди достатнi для визначення кристалiчноСЧ структури речовин, навiть якщо вiдображення рентгенограми виконано правильно. ПояснюСФться це тим, що iнтенсивнiсть лiнiй на рентгенограмi порошку це сумарна iнтенсивнiсть всiх лiнiй з однаковими (в межах дозволеноСЧ методики) значеннями мiжплощинних вiдстаней. Накладання лiнiй з рiзними iндексами можуть бути систематичними або випадковими. Систематичний збiг лiнiй з рiзною iнтенсивнiстю маСФ мiiе у випадку кубiчноСЧ, тетрагональноСЧ, гексагональноСЧ сингонiй. Починаючи з ромбiчноСЧ сингонiСЧ, систематичного збiгу не спостерiгаСФться, але стрiмко зростаСФ ймовiрнiсть випадкового збiгу, особливо по мiрi зростання 1/. Це обмежуСФ число експериментально визначених .
В бiльшостi випадкiв iнтервал значень sin?/?, в якому знаходяться лiнiСЧ з однозначно визначеними iндексами, не перевищуСФ 0,3. Тому загальний температурний фактор В визначаСФться з низькою точнiстю. Дуже часто вдаСФться визначити координати важких атомiв i досить грубу модель структури. Але цi данi можуть бути корисними, якщо не вдаСФться розробити метод синтезу монокристалiв. Якщо ж присутнi монокристали, то область застосування методу порошку стрiмко звужуСФться. Якщо для вiдображення рентгенограми був використан метод гомологiСЧ, то це дозволяСФ отримати грубу модель структури або субструктури [ 3,4 ].
Роздiл 4. Технiка експерименту i характеристика методiв проведення дослiдження
4.1 Синтез твердих розчинiв LnBa2Cu3O7 та LnxLa1-xBa2Cu3O7 (де Ln = Gd, Ho)
Зразки полiкристалiчних розчинiв LnBa2Cu3O7 (де Ln = Gd, Ho) були синтезованi твердо-фазним методом. Як вихiднi речовини використовувались купрум (II) оксид CuO, барiй карбонат BaCO3 та гадолiнiй i гольмiй оксиди вiдповiдно Gd2O3 i Ho 2O3.
Оксиди рiдкiсноземельних елементiв перед використанням перевiрялися на вмiст основного компоненту методом хiмiчного аналiзу. Застосовували метод трилонометричного титрування в уротропiновому буферi з iндикатором ксиленовим оранжевим [ 17].
Реактиви, що використовували при синтезi були проаналiзованi на вмiст йонiв вiдповiдних металiв. Аналiз речовин було здiйснено трилонометрично : , iншi рiдкiсноземельнi елементи прямим титруванням з iндикатором ксиленовим оранжевим. Результати аналiзу наведено в таблицi 4.1.
Таблиця 4.1.
Вмiст iонiв металiв у вихiдних речовинах
КатiонСполукаЗнайдено за аналiзом, %Ho3+Ho2O398.09La3+La2O379.87Gd3+Gd2O395.80
Вихiднi речовини змiшували у потрiбному спiввiдношеннi, необхiдному для одержання 0,005 0,01 моль (? 48 грамiв) речовини, i розчинялись при нагрiваннi в нiтратнiй кислотi (1:5). Одержану масу прожарювали на повiтрi при 900оС протягом 48 72 годин з промiжним перетиранням пiсля 24 48 годин термiчноСЧ обробки. Далi речовину знову перетирали i пресували в пiгулки масою ? 0,5 г, дiаметром 10 мм i товщиною 12 мм, якi спiкали протягом 30 годин при температурi 900оС на повiтрi. Загартування зразкiв проводили при швидкому охолодженнi вiд температури прожарювання до температури рiдкого азоту пiгулку, розмiщену у платиновiй лодочцi, вносили в нагрiту до потрiбноСЧ температури пiч i пiсля 2 годин витримки швидко скидали в кварцеву чашку з рiдким азотом, щоб забезпечити високу швидкiсть охолодження i уникнути контакту нагрiтоСЧ речовини з повiтрям. Для запобiгання конденсацiСЧ парiв води на поверхнi пiгулки при СЧСЧ нагрiваннi до кiмнатноСЧ температури, посудина з азотом знаходилась у нагрiтому до температури 90оС ексикаторi, який далi розмiщувався у сушильнiй шафi при тiй же температурi. Температура в печi контролювалася за допомогою термопари, пiдСФднаноСЧ до регулятора температури (точнiсть регулювання 5оС).
Склад вихiдних оксидно-карбонатних сумiшей для синтезу прекурсору, що обчислений з урахуванням реального вмiсту елементу в речовинi (таблиця 5.1), наведено у таблицi 4.2.
Таблиця 4.2.
Склад вихiдних оксидно-карбонатних сумiшей, що використано для синтезу прекурсору Ho-123
Кiлькiсть речовин, гHo2O3BaСO3CuO1.29752.65881.6075
Gd-123
Кiлькiсть речовин, гGd2O3BaCO3CuO1.28782.68661.6243
La-123
Кiлькiсть речовин, гLa2O3BaCO3CuO1.42392.75541.6659
СкладКiлькiсть речовин, гLa2O3BaCO3CuOHo2O3Ho0,2 La0,8Ba2Cu3O72.23142.73551.65390.5340Ho0,4 La0,6Ba2Cu3O71.66152.71591.64211.0603Ho0,6 La0,4Ba2Cu3O71.09982.69661.63041.5791Ho0,8 La0,2Ba2Cu3O70.54602.67761.61892.0906
СкладКiлькiсть речовин, гLa2O3BaCO3CuOGd2O3Gd0,2 La0,8Ba2Cu3O72.23612.74141.65740.5256Gd0,4 La0,6Ba2Cu3O71.66862.72751.64901.0459Gd0,6 La0,4Ba2Cu3O71.10682.71371.64071.5610Gd0,8 La0,2Ba2Cu3O70.55062.70011.63252.0708
Загальна схема синтезу твердих розчинiв показано на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Схема синтезу твердих розчинiв LnBa2Cu3O7 твердо-фазним методом
4.2 Рентгенографiчнi дослiдження LnBa2Cu3O7 та LnxLa1-xBa2Cu3O7
Рентгенографiчне дослiдження зразкiв LnBa2Cu3O7 та LnxLa1-xBa2Cu3O7 (де Ln = Gd, Ho) проведено на рентгенiвському дифрактометрi ДРОН 3 в областi кутiв 12< ?< 74о з використанням FeК? випромiнювання на пiгулках дiаметром 10 мм i товщиною 1-2 мм при швидкостi зйомки спектру 1о на хвилину. Дослiди на приладi ДРОН 3 виконували у фiзико-хiмiчному центрi наукових дослiджень Черкаського нацiонального унiверситету iм. Богдана Хмельницького.
Для перевiрки гомогенностi деяка ч