Труды КНЦ (Технические науки вып. 5/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 5. С. 24-28. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 5. P. 24-28. Научная статья УДК 546.831.4:546.655.4:546.284-31:54.31:53.091:53.096 doi:10.37614/2949-1215.2023.14.5.004 ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ШИХТЫ И ТЕМПЕРАТУРЫ НА СИНТЕЗ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ В СИСТЕМЕ SiO2-ZrO2-CeO2 С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕХАНОАКТИВАЦИИ Владимир Юрьевич Виноградов1, Александр Михайлович Калинкин 2 12Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук, Апатиты, Россия 1vinogradov-vu@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-3335-5778 2a. kalinkin@ksc.ru , http://orcid.org/0000-0002-3668-8578 Аннотация Исследовано влияние состава исходной шихты и температуры прокаливания механоактивированной смеси оксидов кремния, циркония и церия на синтез твердых растворов в композициях SiO 2 -хZrO 2 - 0 , 1 CeO 2 (х = 0,9-1,2). Механоактивация проводилась в центробежно-планетарной мельнице АГО-2 в течение 10 мин при центробежном факторе 40 g. Полученные смеси прокаливались в интервале температур 1200-1400 °С течение 3 часов. Показано, что продуктами синтеза, по данным рентгенофазового анализа, являются Се-содержащий циркон (ZrSiO4), Zr-содержащий церианит и Се-содержащий тетрагональный диоксид циркония. На основе содержания указанных фаз в прокаленных образцах, рассчитанных по методу Ритвельда, рекомендованы условия синтеза, соответствующие наиболее полному вхождению церия в структуру циркона и тетрагонального Zr 0 2 . Ключевые слова: циркон, оксид церия, твердые растворы, синтез, механоактивация Благодарности: статья выполнена при поддержке федерального бюджета по теме государственного задания Института химии и технологии редких элементов и минерального сырья имени И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук № FMEZ-2022-0018. Финансирование: государственное задание по теме НИР № FMEZ-2022-0018. Для цитирования: Виноградов, В. Ю., Калинкин А. М. Влияние состава шихты и температуры на синтез твердых растворов в системе SiO 2 -ZrO 2 -CeO 2 с применением механоактивации // Труды Кольского научного центра рАн. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 5. С. 24-28. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.5.004. Original article INFLUENCE OF MIXTURE COMPOSITION AND TEMPERATURE ON THE SYNTHESIS OF SOLID SOLUTIONS IN THE SiO2-ZrO2-CeO2 SYSTEM USING MECHANICAL ACTIVATION Vladimir Yu. Vinogradov1, Alexander M. Kalinkin 2 1,2I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences, Apatity, Russia 1vinogradov-vu@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0002-3335-5778 2a.kalinkin@ksc.ru, http://orcid.org/0000-0002-3668-8578 Abstract The effect of the initial charge composition and the calcination temperature of a mechanically activated mixture of silicon, zirconium, and cerium oxides on the synthesis of solid solutions in compositions SiO 2 ^Z rO 2 - 0 . 1 CeO 2 (х = 0.9-1.2) has been studied. Mechanical activation was carried out in a centrifugal planetary mill AGO-2 for 10 min at a centrifugal factor of 40 g. The obtained mixtures were calcined in the temperature range 1200-1400 °C for 3 h. It has been shown that according to the X-ray phase analysis the synthesis products are Ce-containing zircon, Zr-containing cerianite, and Ce-containing tetragonal zirconia. Based on the content of these phases in the calcined samples calculated by the Rietveld method, the synthesis conditions corresponding to the most complete incorporation of cerium into the structure of zircon and tetragonal ZrO 2 have been recommended. Keywords: zircon, cerium oxide, solid solutions, synthesis, mechanical activation Acknowledgment: The article was supported by the federal budget on the topic of the state assignment of the Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials named after I.V. Tananaev of the Kola Sciencе Centre of the Russian Academy of Sciences No. FMEZ-2022-0018. © Виноградов В. Ю., Калинкин А. М., 2023 24