Труды КНЦ (Технические науки вып.3/2023(14))

For citation: Electrical conductivity of scheelite-type systems based on calcium and strontium molybdates / A. V. Klimova, Z. A. Mikhailovskaya, E. S. Buyanova, S. A. Petrova // Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 176-180. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.3.032. Введение В последние годы шеелитоподобные фазы на основе CaMoO4 и SrMoO4 вызывают огромный интерес как материалы для науки и техники. Твердые растворы такого типа обладают широким разнообразием физико-химических свойств и могут использоваться в качестве катализаторов и фотокатализаторов, сцинтилляционных детекторов, твердотельных лазеров, пигментов, а также как материалы в фотолюминесцентных и микроволновых устройствах [1, 2]. Свойства этих соединений зависят не только от природы ионов-заместителей в A - и B -позициях структуры [3], но и от варианта используемых методов синтеза [4, 5]. Замещение катионных позиций в молибдатах кальция и стронция может проходить по нескольким механизмам: возникновение катионных вакансий в А-подрешетке с образованием фаз состава A 1 - 3 xM 2 ^ x B O 4 [6], внедрение дополнительных атомов кислорода с образованием фаз A 1 -xMxBO 4 +x /2 [7] и введение второго допанта с более низкой степенью окисления (A 1 - 2 xMe3+xMe+xO 4 или A1.xMe3+xB1.xMe5+xO4) [8]. В шеелитоподобных соединениях на основе молибдата кальция и стронция ионный транспорт осуществляется в основном за счет междоузельного переноса ионов кислорода [7], генерация которых облегчается в ходе деформации полиэдров MoO 4 , обеспеченной замещением подрешетки. Таким образом, в результате варьирования химического состава можно получить материалы с разнообразными функциональными характеристиками. Целью данной работы является изучение влияния природы допантов на структуру и электропроводящие характеристики шеелитоподобных твердых растворов на основе молибдатов кальция и стронция. Р езультаты исследований Исследуемые твердые растворы с общими формулами (Sr/Ca)1-1,5x-yBix+^xMo1-yY yO4 и Srn,5x-.yBix0xMo1-yVyO4-d (Ф — вакансия) синтезированы по стандартной керамической технологии с использованием следующих исходных солей и оксидов: SrCO3, CaCO3, B i 2 O 3 и V 2 O 5 . Все вещества были предварительно прокалены для удаления адсорбированной влаги и газов при 5 0 0 -6 0 0 °С в течение 4 ч, затем их стехиометрические количества взвешивали и перетирали в агатовой ступке с использованием этилового спирта в качестве гомогенизатора. Полученные смеси отжигали со ступенчатым повышением температуры в диапазоне 5 0 0 -7 0 0 °С в течение 9 ч на каждой стадии и промежуточным перетиранием, общее время отжига составило около 36 ч. Аттестация порошков проведена методом РФА. Для систем состава Ca \-\ 5 x-yBix+yФxMol-УVyO 4 наблюдается более широкая область существования твердых растворов, чем для систем Sr1-1,5x-yBix+^xMo1-yYyO4 [9]. В системах на основе молибдата стронция, как и запланировано при выбранных концентрациях допантов, получены анион-дефицитные составы с общей формулой Sr 1 - 1 , 5 x-yB i^xM o 1 -yVyO 4 -d. Образование таких систем объясняется особенностью структуры шеелитов, в которых дефицит кислорода должен сопровождаться обобществлением вершин полиэдров MoO 4 вследствие сжатия элементарной ячейки. При низких концентрациях висмута (до x = 0,3) твердые растворы кристаллизуются в тетрагональной сингонии (пр. гр. / 4 / 0 ). При возрастании концентрации висмута возникает сверхструктурное упорядочение (пр. гр. / 4 / 0 ), связанное с селективным заселением атомами висмута одной из Л-позиций в элементарной ячейке. Параметры элементарной ячейки исследуемых твердых растворов меняются в соответствии с ионными радусами допантов и матричных ионов: rCa2+vni = 1,12А , rSr2+viii = 1,26А , rB i3+Yiii = 1,17А, rMo6+iv = 0,41А , rV5+iv = 0,355А [10]. В системе на основе молибдата кальция одновременное Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 3. С. 176-180. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 3. P. 176-180. © Климова А. В., Михайловская З. А., Буянова Е. С., Петрова С. А., 2023 177