Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

Труды Кольского научного центра РАН. Химия и материаловедение. Вып. 5. 2021. Т. 11, № 2. С. 154-158. T ransactions Ко1а Science Centre. Chem istry and Materials. Series 5. 2021. Vol. 11, No. 2. P. 154-158. Научная статья УДК 546.668:546.831.4:54.31:53.091 DO I:10.37614/2307-5252.2021.2.5.031 ТВЕРДОФАЗНЫЙ СИНТЕЗ ЦИРКОНАТА ИТТЕРБИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕХАНОАКТИВАЦИИ Олег Алексеевич Кузьменковш , Александр Михайлович Калинкин 2 1Апатитский филиал Мурманского государственного технического университета, Апатиты, Россия, oleg.kuzmenkov@list. ru 2Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева КНЦ РАН, Апатиты, Россия, a.kalinkin@ksc.ru Аннотация Твердофазным способом с применением механоактивации стехиометрической смеси оксидов циркония и иттербия получен нанокристаллический цирконат иттербия Yb4Zr3O12. Механоактивация проводилась в центробежно-планетарной мельнице АГО -2 при центробежном факторе 40g в течение 10 мин. Процессы, протекающие в ходе прокаливания механоактивированной смеси оксидов иттербия и циркония в интервале от 600 до 1300 °C, были исследованы с помощью рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии и комплексного термического анализа. Ключевые слова: цирконат иттербия, твердофазный синтез, механоактивация, нанокристаллическое состояние Original article SOLID-PHASE SYNTHESIS OF YTTERBIUM ZIRCONATE USING MECHANICAL ACTIVATION Oleg A. Kuzmenkovш , Aleksandr M. Kalinkin 2 1Apatity Branch o f the Murmansk State Technical University, Apatity, Russia, oleg.kuzmenkov@list.ru 2Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f KSC RAS, Apatity, Russia, a.kalinkin@ksc.ru Abstract Nanocrystalline ytterbium zirconate Yb4Zr3O12 was prepared by the solid-phase method using mechanical activation of stoichiometric m ixture of zirconium and ytterbium oxides. Mechanical activation was carried out in an AGO -2 centrifugal-planetary mill at a centrifugal factor of 40 g for 10 min. The processes occurring during the calcination of the mechanically activated m ixture of ytterbium and zirconium oxides in the range from 600 to 1300 °C were investigated using X -ray phase analysis, IR spectroscopy, and complex thermal analysis. Keywords: ytterbium zirconate, solid-phase synthesis, mechanical activation, nanocrystalline state В последние годы цирконаты редкоземельных элементов, образующиеся в системах Ln 2 O 3 -ZrO 2 (где Ln — редкоземельный элемент), благодаря особенностям структуры и уникальным физико­ химическим характеристикам привлекают повышенное внимание как перспективные материалы для получения термобарьерных покрытий, катализаторов, сенсоров, ионных проводников, а также как матрицы для иммобилизации радиоактивных отходов [1 -6 ]. Керамика, изготовленная из нанокристаллических порошков цирконатов редкоземельных элементов, имеет ряд преимуществ по сравнению с микродисперсной керамикой из-за своих повышенных термических, механических и других характеристик [7-12]. Твердофазный синтез является одним из наиболее широко применяемых способов получения сложных оксидов, поскольку он прост в осуществлении, не требует дорогих реагентов и практически безотходен. Вместе с тем, вследствие невысокой скорости реакции из-за диффузионных ограничений часто его необходимо осуществлять при высоких температурах в течение длительного времени, что приводит к росту зерен и препятствует получению нанокристаллических соединений. Эффективным инструментом, позволяющим интенсифицировать твердофазные процессы и снизить температуру синтеза, является механическая активация (МА). В данной работе представлены результаты исследований, направленных на синтез нанокристаллического цирконата иттербия Yb 4 Zr 3 Oi 2 при пониженных температурах за счет применения предварительной МА стехиометрической смеси оксидов циркония и иттербия. © Кузьменков О. А., Калинкин А. М., 2021 1 5 4