Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O
Досліджено особливості фазоформування індивідуальних сполук у розплавах системи Na–K–Bi–P–W–O та встановлено області кристалізації KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆ і Na₃Bi(PO₄)₂. Показано ефективність використання суміші фосфатів, вольфраматів натрію та калію для вирощування оксидних сполук з розплавів....
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Украинский химический журнал |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/188079 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O / К.В. Теребіленко, М.Ю. Мірошніченко, М.С. Слободяник // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 12. — С. 90-92. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-188079 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1880792023-02-12T01:27:30Z Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O Теребiленко, К.В. Мiрошнiченко, М.Ю. Слободяник, М.С. Неорганическая и физическая химия Досліджено особливості фазоформування індивідуальних сполук у розплавах системи Na–K–Bi–P–W–O та встановлено області кристалізації KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆ і Na₃Bi(PO₄)₂. Показано ефективність використання суміші фосфатів, вольфраматів натрію та калію для вирощування оксидних сполук з розплавів. Исследованы особенности фазоформирования индивидуальных соединений в расплавах системы Na–K–Bi–P–W–O и установлены области кристаллизации KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆, Na₃Bi(PO₄)₂. Показана эффективность использования смеси фосфатов, вольфраматов натрия и калия для выращивания оксидных соединений из расплавов. The crystallization trends of phosphates and tungstates formation in Na–K–Bi–P–W–O system have been studied. The fields of KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆ and Na₃Bi(PO₄)₂ has been established. The efficiency of molten potassium and sodium phosphates and tungstates application for crystal growth of oxide compounds has been shown. 2013 Article Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O / К.В. Теребіленко, М.Ю. Мірошніченко, М.С. Слободяник // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 12. — С. 90-92. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/188079 546.(786+87) uk Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия |
| spellingShingle |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Теребiленко, К.В. Мiрошнiченко, М.Ю. Слободяник, М.С. Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O Украинский химический журнал |
| description |
Досліджено особливості фазоформування індивідуальних сполук у розплавах системи Na–K–Bi–P–W–O та встановлено області кристалізації KBi(WO₄)₂, Bi₂WO₆ і Na₃Bi(PO₄)₂. Показано ефективність використання суміші фосфатів, вольфраматів натрію та калію для вирощування оксидних сполук з розплавів. |
| format |
Article |
| author |
Теребiленко, К.В. Мiрошнiченко, М.Ю. Слободяник, М.С. |
| author_facet |
Теребiленко, К.В. Мiрошнiченко, М.Ю. Слободяник, М.С. |
| author_sort |
Теребiленко, К.В. |
| title |
Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O |
| title_short |
Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O |
| title_full |
Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O |
| title_fullStr |
Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O |
| title_full_unstemmed |
Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O |
| title_sort |
формування оксидних сполук у розплавах системи k–na–bi–р–w–o |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/188079 |
| citation_txt |
Формування оксидних сполук у розплавах системи K–Na–Bi–Р–W–O / К.В. Теребіленко, М.Ю. Мірошніченко, М.С. Слободяник // Украинский химический журнал. — 2013. — Т. 79, № 12. — С. 90-92. — Бібліогр.: 10 назв. — укр. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT terebilenkokv formuvannâoksidnihspolukurozplavahsistemiknabirwo AT mirošničenkomû formuvannâoksidnihspolukurozplavahsistemiknabirwo AT slobodânikms formuvannâoksidnihspolukurozplavahsistemiknabirwo |
| first_indexed |
2025-07-16T09:55:53Z |
| last_indexed |
2025-07-16T09:55:53Z |
| _version_ |
1837796954869858304 |
| fulltext |
УДК 546.(786+87)
К.В.Теребіленко, М.Ю.Мірошніченко, М.С.Слободяник
ФОРМУВАННЯ ОКСИДНИХ СПОЛУК У РОЗПЛАВАХ СИСТЕМИ K–Na–Bi–Р–W–O
Досліджено особливості фазоформування індивідуальних сполук у розплавах системи Na–K–Bi–P–W–O
та встановлено області кристалізації KBi(WO4)2, Bi2WO6 і Na3Bi(PO4)2. Показано ефективність викорис-
тання суміші фосфатів, вольфраматів натрію та калію для вирощування оксидних сполук з розплавів.
ВСТУП. При вирощуванні монокристалів
тугоплавких оксидних сполук методом кристалі-
зації з розчинів у розплавах одним із найважли-
віших питань є правильний вибір розплаву-роз-
чинника, що забезпечує сприятливі умови для роз-
чинення компонентів за відносно низьких темпе-
ратур. Одним з таких універсальних розплавів-
розчинників є молібдати (вольфрамати) лужних ме-
талів [1, 2], що мають ряд переваг — порівняно
низькі температури синтезу, широкі концентра-
ційні і температурні межі кристалізації [3].
Поряд з наведеними перевагами існує ряд
недоліків, серед яких помітна леткість MoO3 і
WO3 (відповідно вище 950 і 1100 оС) та небажа-
не легування сполук компонентами розчин-
ника. Для подолання цих недоліків викорис-
товуються бінарні розчини-розплави, що міс-
тять одночасно як молібдатну (вольфраматну)
компоненту, так і інші кислотні оксиди (В2О3,
V2O5, P2O5) [4].
Серед відомих двокомпонентних високо-
температурних розчинників особливе місце по-
сідають фосфатно-молібдатні (вольфраматні) роз-
плави. Незважаючи на епізодичність досліджень
у цих системах [5] вважається, що фосфатна скла-
дова є “безпосереднім реагентом”, а молібдатна
(вольфраматна) — інертний розчинник або сере-
довище синтезу.
У даній роботі розглядаються особливості
взаємодії у розплавленій багатокомпонентній си-
стемі K–Na–Bi–Р–W–O з метою встановлення
взаємовпливу природи лужного елементу та фос-
фатної чи вольфраматної компоненти на склад
отриманих під час кристалізації фаз.
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА . Проце-
си кристалізації у розчинах-розплавах системи
Na–K–Bi–P–W–O вивчалися для розрізу, що від-
повідає вмісту Bi2O3 — 15 % мол. та співвідно-
шенню K/W =1. При цьому вміст інших компо-
нентів системи обмежувався діаграмою складу
Na2O–P2O5–K2W2O7. В якості вихідних компо-
нентів використовувалися WO3 (ч.д.а.), K2WO4⋅
2H2O (х.ч.) та Bi2O3 (ч.д.а.), Na2HPO4 та NaH2PO4
(х.ч.). Відповідні кількості реагентів нагрівали
у платинових тиглях до 850 oC. Одержані гомо-
генні розплави охолоджували зі швидкістю 30oC/
год до 670—620 oС залежно від співвідношен-
ня компонентів та в’язкості розплаву. Криста-
лічні продукти відділяли від плаву шляхом де-
кантації та промивання гарячою дистильова-
ною водою закристалізованого продукту.
Інфрачервоні спектри одержаних сполук за-
писані на спектрометрі Pelkin Elmer Spectrum
BX FTIR у діапазоні частот 400—4000 см–1 для
зразків, що були запресовані в диски з KBr.
Фазовий склад синтезованих зразків встано-
влено за результатами рентгенографії порошку
(дифрактометр Shimadzu XRD-6000, СuKα-ви-
промінювання з λ =1.54187 Ao , використовуючи
графітовий монохроматор перед лічильником,
θ−θ сканування зі швидкістю 0.3 град/хв, куто-
вий діапазон 2θ від 5.0 до 70.0).
ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. Аналіз отри-
маних результатів показав, що при використан-
ні бінарних сольових систем, які містять натрій
та калій, гомогенність досягається при значно ни-
жчих температурах (560—660 оС) і за менший
проміжок часу (30 хв). У загальному випадку роз-
чинність Bi2O3 досягає 40 % мол. При детально-
му розгляді особливостей кристалізації у систе-
мі Na–K–Bi–P–W–O було обрано вміст даного
оксиду 15 % мол. При кристалізації розплавів у
межах наведених концентрацій виявлено форму-
вання фосфатів або вольфраматів, а також від-
мічені області склування. Поля кристалізації, що
відповідали формуванню одного типу сполук, об’є-
днано на діаграмі складу вихідних розчинів-
розплавів у спільну область кристалізації (рису-
Неорганическая и физическая химия
© К .В.Теребіленко, М .Ю .Мірошніченко, М .С.Слободяник , 2013
90 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 12
нок). Таким чином, виділено три поля криста-
лізації: вольфраматів — Bi2WO6 , KBi(WO4)2 та
подвійного фосфату Na3Bi(PO4)2.
Раніше [6] було показано, що у розчин-роз-
плавах системи Na–Bi–W–P–O спостерігається
кристалізація Bi2WO6 та Na3Bi(PO4)2, причому
утворення подвійних вольфраматів не виявлено.
На противагу, в аналогічних калійвмісних роз-
плавах спостерігається співкристалізація KBi-
(WO4)2 та Bi2WO6 у широких межах [7, 8]. Слід
відмітити, що подвійний вольфрамат KBi(WO4)2
можна отримати лише у вузькому діапазоні
співвідношень компонентів розчину-розплаву
системи K2O–WO3–Bi2O3 [6], а основним проду-
ктом є вольфрамат Bi2WO6 [8]. Далі наведено
характеристики отриманих сполук.
Bi2WO6 утворюється у діапазоні темпера-
тур 560—480 оС у вигляді полікристалічних
зростків при вмісті K2W2O7 не менше 60 % мол.,
а NaPO3 — не більше 16 % мол. Кристали легко
розчиняються при кип’ятінні у розбавлених мі-
неральних кислотах та нерозчинні у воді. ІЧ-
спектр, см–1: 1024п, 840п, 922п, 833с, 739сл, 605сл,
559сл. Рентгенограма індексована у моноклин-
ній сингонії (пр.гр. Pca21, структурний тип русел
літу, параметри елементарної комірки: a =5.470
(2), b =16.43 (1), с =5.461 (3) Ao ; β =91.2 (1)°).
KBi(WO4)2 кристалізується у вигляді світ-
ло-жовтих зростків, що нерозчинні у воді. Об-
ласть утворення подвійного вольфрамату від-
повідає співвідношенням K/W =0.8—1.2 та
вмісті у початковій шихті Bi2O3 10—25 %
мол. і K2W2O7 не менше 50 % мол. Мак-
симальний вихід (близько 70 %) спосте-
рігається у випадку вихідного співвід-
ношення K/W =1 та W(Bi2O3) =15 % мол.
ІЧ-спектр, см–1: 950 с, 894п, 852с, 734с. Рент-
генограма індексована у моноклинній
сингонії (пр.гр. C 2/c). Параметри елемен-
тарної комірки: a =10.8512 (7), b =10.5782 (5),
c =7.6147 (2) Ao , β =130.746 (4)o).
Na3Bi(PO4)2 кристалізується у виг-
ляді прозорих зростків та друз, що не-
розчинні у воді і розведених мінераль-
них кислотах (розкладається при три-
валому кипінні з концентрованою ніт-
ратною кислотою). Вихід знаходиться у
межах 76—82 % мас. (за бісмутом). ІЧ-
спектр, см–1: 1150с, 605сл, 552сл і 540сл.
За результатами РФА, Na3Bi(PO4)2 належить до
моноклинної сингонії з параметрами гратки: пр.
гр P21/с; а =19.860 (2), b =5.353 (1), с =13.960 (1)
Ao , β =110.6 (1)°), які близькі (практично співпа-
дають) [9].
Слід відмітити, що при співіснуванні калій-
та натрійвмісних солей, формування індивіду-
альних кристалічних фаз, що мають у складі оби-
два лужних елементи, не виявлено. Це пов’яза-
но зі значними відмінностями у координацій-
ному оточенні даних катіонів у розплаві та високій
стійкості калійвмісних вольфраматів i натрій-
вмісних фосфатів. Більш того, у присутності со-
лей натрію формування складноаніонних окси-
дних каркасів бісмуту K6.5Bi2.5W4P6O34 [10] та-
кож не спостерігається, що, ймовірно, зумовле-
но значно нижчими температурами його почат-
ку кристалізації порівняно з фосфатом Na3Bi-
(PO4)2 та істотним зниженням в’язкості відпо-
відних розплавів.
Таким чином, для комбінованої системи Na–
K–Bi–P–W–O вперше досліджені закономірно-
сті кристалоутворення в умовах спонтанної
кристалізації із розчинів-розплавів при вмісті
Bi2O3 15 % мол. Окреслені та ідентифіковані по-
ля кристалізації Bi2WO6, Na3Bi(PO4)2 та KBi(WO4)2.
РЕЗЮМЕ. Исследованы особенности фазофор-
мирования индивидуальных соединений в расплавах
системы Na–K–Bi–P–W–O и установлены области
Кристалоутворення у розчинах-розплавах системи
Na–K–Bi–P–W–O.
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 12 91
кристаллизации KBi(WO4)2, Bi2WO6, Na3Bi(PO4)2. По-
казана эффективность использования смеси фосфа-
тов, вольфраматов натрия и калия для выращивания
оксидных соединений из расплавов.
SUMMARY. The crystallization trends of phos-
phates and tungstates formation in Na–K–Bi–P–W–O
system have been studied. The fields of KBi(WO4)2,
Bi2WO6 and Na3Bi(PO4)2 has been established. The ef-
ficiency of molten potassium and sodium phosphates
and tungstates application for crystal growth of oxide
compounds has been shown.
ЛIТЕРАТУРА
1. Bih L ., Abbas A ., Nadiri H. et al. // J. Molec. Struct.
-2008. -872, № 1. -P. 1—9.
2. Bih L ., Omari ElRйau M .J.M ., Nadiri A . et al. //
Mat. Let. -2001. -50, № 5. -P. 308—317.
3. Iliev K., Peshev P., Nikolov V., Koseva I. // J. Cryst.
Growth. -1990. -100, №1–2. -Р. 225—232.
4. Boudlich D., Bih L ., El H.M . et al. // J. Amer.
Ceram. Soc. -2002. -85, № 3. -P. 623—630.
5. Koseva I., Nikolov V ., Peshev P. // J. Alloys Compd.
-2003. -353, № 1–2. -Р. L1—L4.
6. Теребиленко К.В., Затовский И .В., Слободяник Н .С.
и др. // Неорган. материалы. -2007. -43, №12. -С.
1483—1487.
7. Berdonosov P.S., Knight K.S., Johnston K.E. et al. //
J. Solid State Chem. -2006. -179, № 11. -P. 3437—3444.
8. Кристаллохимия и свойства двойных молибдатов
и вольфраматов / Под ред. Ю .И .Смолина. -Л.:
Наука, 1986.
9. El Arbib H., Chaminade J.-P., Darriet J., Elouadi B .
// Solid State Sci. -2000. -182, № 2. -Р. 243.
10. Terebilenko K.V., Z atovsky I.V , Slobodyanik N.S. et
al. // J. Solid State Chem. -2008. -181, № 9. -P.
2393—2400.
Київський національний університет Надійшла 26.06.13
ім. Тараса Шевченка
Неорганическая и физическая химия
92 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2013. Т. 79, № 12
|