Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 403-407. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 403-407. При термоообработке образцов без добавления оксидных добавок (CeO 2 , TiO 2 ) наблюдается формирование двух фаз o-YbFeO 3 и h-YbFeO 3 при температуре обработки 700 °C с последующим переходом гексагональной фазы в ромбическую при повышении температуры термообработки до 800 °С. При добавлении в систему CeO 2 или TiO 2 наблюдается присутствие гексагональной фазы при температуре до 800 °С включительно, что свидетельствует о стабилизирующем эффекте добавки этих оксидов. Это объясняется тем, что добавление дополнительной фазы CeO 2 или TiO 2 приводит к возникновению пространственных ограничений в реакционной зоне, что ограничивает массоперенос и затрудняет фазовый переход h ^ o. Эти факторы создают условия для преимущественного нахождения метастабильного h-YbFeO 3 в продуктах реакции с привычными для гексагональных ортоферритов малыми размерами кристаллитов (обычно менее 15-20 нм) [5]. Изменение степени превращения для кристаллических фаз, рассчитанное по данным рентгеновской дифракции, представлено на рис. 16. Добавление 6 , 6 мол. % диоксида церия приводит к незначительному увеличению доли гексагональной фазы с 16,2 до 17,6 мол. %, но при добавлении 5,9 мол. % диоксида титана происходит значительное увеличение доли гексагональной фазы — до 39,3 мол. %, связанное с меньшим размером нанокристаллов диоксида титана (порядка 1-3 нм), по сравнению с нанокристаллами диоксида церия (16,6 нм). Меньший размер нанокристаллов диоксида титана способствует более эффективному созданию пространственных ограничений, оказывая стабилизирующий эффект на гексагональную фазу за счёт ограничения её роста и трансформации. Это также отражается на размере наночастиц ортоферрита иттербия, который уменьшается с добавлением оксидов как для гексагональной, так и для ромбической фазы, что дополнительно свидетельствует об ограничениях процессов массопереноса [4]. Рис. 2. СЭМ- и ПЭМ-изображения образцов на основе систем o-YbFeO 3 /h-YbFeO 3 /MO 2 (M = Ce, Ti) Морфология полученных образцов была исследована методом сканирующей электронной микроскопии (рис. 2). Было показано, что все образцы имеют пористую структуру и пенообразную морфологию, характерную для продуктов синтеза методом растворного горения [ 6 ]. Можно заметить, что по мере увеличения доли гексагональной фазы морфология образцов становится менее плотной, а пористость увеличивается, что связано с большей удельной площадью поверхности гексагональной фазы по сравнению с ромбической. Результаты СЭМ также подтверждаются значениями удельной © Тиханова С. М., Попков В. И., 2024 405