Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

трехкратно промывали деионированной водой от ионов аммония и фтора при соотношении твердой и жидкой фаз Т:Ж=1:(2-3). Допирование катионами TR3+ очищенного и высушенного гидроксида тантала (влажностью ~65%) проводили на стадии сорбции путем его смешения с растворами TR(NO3)3 заданной концентрации. Пульпу отфильтровывали, осадок промывали деионированной водой, сушили при 1200С и прокаливали при 10000С. Установлено, что оптимальными условиями для получения Та2O 5 (TR) заданного состава являются: рН раствора TR(NO3)3 1.5-ь2, соотношение Т:Ж=1:1-1.5, время перемешивания 1-3 ч в зависимости от массы образцов. Полученный прекурсор Та2O5(TR) подвергали отжигу при 13000С в течение 3 ч для стабилизации структуры пентаоксида тантала. Затем его смешивали с карбонатом лития, исходя из мольного отношения [Ьі]/[Та]=0.9417. Смесь гомогенизировали в смесителе и далее в камерной печи при 12000С в течение 3 ч проводили твердофазный синтез порошковой шихты LiTaO3(TR) конгруэнтного состава с заданной концентрацией легирующей примеси TR. Данные РФА и ИК спектроскопии показали, что в диапазоне концентраций TR от 0.1 до 1.5 мас. % в Т а ^ 5 получается монофазная шихта LiTaO3, что является необходимым условием при выращивании монокристаллов танталата лития методом Чохральского. При концентрациях выше 1.5 мас. % TR наблюдалось образование второй фазы. Легирование редкоземельными элементами пентаоксида тантала и танталата лития приводило к повышению их химической стойкости в минеральных кислотах. Это не позволяло проводить полный перевод проб в раствор открытым кислотным вскрытием. Сплавление с дальнейшим выщелачиванием приводило к гидролизу и образованию оксо-соединений с низкой растворимостью. Автоклавное кислотное вскрытие вместе с процедурами отмывки и подготовки автоклавов занимало не менее 2 дней. Поэтому лазерная абляция являлась актуальной альтернативной заменой вышеперечисленных методов вскрытия пробы. Порошки прекурсора и шихты прессовали при давлении ~106 Па и готовили таблетки диаметром 12 мм без использования связующего компонента. Исследования проводили на квадрупольном масс-спектрометре ELAN 9000 DRC-e (Perkin Elmer, США) с приставкой лазерной абляции UP-266 MACRO (New Wave Reseach, США) с длиной волны лазерного излучения 266 нм. Для анализа прекурсоров Та 2 O 5 (TR) с различным содержанием TR использовали геологический ГСО состава апатитового концентрата (ГСО 2462) с аттестованными значениями концентраций (мас. %): Pr2O3 = 0.040, Nd2O3= 0.14, Sm2O3= 0.021, Eu2O3= 0.0058, Gd2O3= 0.022, Dy2O3= 0.0078, а для анализа шихты LiTaO3(TR) в качестве эталонных образцов применяли таблетированные образцы пентаоксида тантала, легированные редкоземельным элементом. В качестве холостого опыта использовали высокочистый аргон по ГОСТ 10157. В таблице 1 показано, что пределы обнаружения РЗЭ в таблетированных порошковых пробах в 3-10 раз ниже, чем при использовании твердых проб (стандартное стекло NIST-612). Таблица 1. Пределы обнаружения (ppm) ЛА-МС-ИСП при определении редкоземельных элементов, рассчитанные с использованием стандартного стекла NIST 612 и таблетированного ГСО 2462-82 Элемент NIST 612 ГСО 2462-82 La 0.070 0.012 Ce 0.078 0.011 Pr 0.038 0.008 Nd 0.17 0.025 Sm 0.22 0.021 Eu 0.085 0.019 Gd 0.77 0.015 Tb 0.043 0.015 Dy 0.27 0.028 Ho 0.10 0.042 Er 0.25 0.018 Tm 0.051 0.012 Yb 0.34 0.031 Lu 0.035 0.010 Y 0.19 0.028 Принципиальные подходы к анализу прекурсоров Та2O5(TR) и шихты LiTaO3(TR) были одинаковы и приведены на примере образцов, содержащих в качестве легирующей примеси Sm. Исследование кратеров, образованных в результате лазерной абляции, показало, что увеличение количества лазерных импульсов не нарушает цилиндричность кратеров и не искажает их диаметр (100 мкм). На основе измерений, проведенных с использованием микроскопа Leica DM2500 P, установлено, что кратеры (рис.1) сформированы со средним значением диаметра 105+2.97 мкм (СКО=1.72). 331