Композиционный материал двухкомпонентной системы pbtio3-pbwo4
Введение
Актуальность проблемы. Вольфраматы двухвалентных металлов обладают рядом ценных свойств и находят применение в различных отраслях науки и техники в качестве фотопроводников, люминофоров, сцинтилляторов, фотокатализаторов, катализаторов и др. Особое внимание заслуживают монокристаллы вольфраматов свинца, цинка, кадмия, железа и др., которые используются в качестве эффективных сцинтилляторов в Большом Адронном Коллайдере в силу их больших плотностей– их кристаллы способны светиться под воздействием ионизирующего излучения, следовательно, их можно использовать для регистрации ионизирующих излучений (заряженных частиц, гамма-квантов и т.п.).
Именно поэтому синтез вольфраматов представляет огромный научный и практический интерес. В настоящее время известен ряд способов получения вольфрамата свинца, цинка, кадмия, железа и др, основанных на реакциях в растворах, расплавах и твердых фазах. Однако, их критический анализ показывает, что все они имеют ряд существенных недостатков, связанных с влиянием процессов гидролиза на состав образующегося вольфрамата (образуются примеси основных и кислых солей), высокотемпературностью твердофазных процессов и их относительно небольшими скоростями. С другой стороны интерес представляют так называемые оксидные вольфрамовые бронзы переменного состава как перспективные материалы для изготовления анодов химических источников тока, катодов электролизных ванн, катализаторов в органическом синтезе, типографских красок, полупроводниковых диодов и датчиков давления, электродов окислительно-восстановительного титрованиия, так как обладают высокой активностью и селективностью, а в некоторых процессах успешно заменяют платиновые металлы.
Оглавление
Введение 3
Глава1. Литературный обзор 8
1.1 Значение и области использования вольфраматов 8
1.2 Способы синтеза вольфрамата свинца в водных растворах 25
1.3 Способы синтеза вольфрамата свинца в твердой фазе и расплавах 27
Глава 2. Объекты методы исследования 32
2.1 Исходные растворы, реагенты и аппаратура 32
2.2 Визуальный политермический анализ 34
2.3 Химический синтез вольфрамата свинца 41
2.4 Синтез вольфрамата свинца в водных растворах 42
2.5 Термический анализ фазовой диаграммы двухкомпонентной системы PbTiO3-PbWО4 44
2.6 Синтез оксидных вольфрамовых бронз свинца в ионных расплавах двухкомпонентной системы PbTiO3 - PbWО4 46
Заключение 48
Выводы 49
Список использованной литературы 50
Список использованной литературы
1. A. Borisevich, V. Dormenev, J. Houzvicka, M. Korjik, R.W. Novotny. New Start of Lead Tungstate Crystal Production for High-Energy Physics Experiments // IEEE Transactions on Nuclear Science. – 2016. – Vol. 63. – 569-573.
2. M. Nikl. Wide Band Gap Scintillation Materials: Progress in the Technology and Material Understanding // Phys. Stat. Sol. A. – 2000. – Vol. 178. – 595-620.
3. A.A. Annenkov, M.V. Korzhik, P. Lecoq. Lead tungstate scintillation material // Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A. – 2002. – Vol. 490. – 30-50.
4.Дробышева Т.И. Физико-химические основы процессов электрохимического синтеза многощелочных вольфрамовых и молибденовых бронз и их свойства. Диссертация к.х.н.- Ростов-на-Дону: РИСИ, 1969. 600с.
5.Бокий Г.Б. кристаллохимия. М.:Наука, 1971. 400с.
6.Доливо-Добровольский В.В. Курс кристаллография. М.: Высшая школа, 1937, 129-133с.
7.Попов Г. М., Шафрановский И.И. Кристаллография. М: Высшая школа, 1937. 111с.
8.Воиткевич Г.В., Закружкин В.В. Основы геохимии. М.: Высшая школа, 1972, 132-157с.
9.Соболев В. Введение в минералогию силикатов. Львов: ЛГУ, 1949. С.76-114.
10.Кухаренко А. А. Кристаллохимические факторы дифференциации элементов. -В кн.: Проблемы Современной кристаллохимии и их решения в целях геолого – минералогических наук./ Тезисы докладов. Л., 1976, C. 24-25.
11.Норами – Сабо. Неорганическая кристаллохимия. Будапешт: АН Венгрии, 1972. 504с.
12.Пенкаля Т. Очерки кристаллохимии. Л.: Химии, 1974. 496с.
13.Shannon R.D., Prewitt C.T. Effective ionic radii in oxides.- Acta crystallogr.1969. V. 25. P. 925-930.
14.Shannon R.D., Revised Effective Ionic Radii and Sistematic Studies of interattomic Disttances in Halides and Chalcogeniades - Acta crystallogr.,1976, V. A32, №5, P. 751-767.
15.Поваренных А.С. Кристаллохимическая классификация минеральных видов. Киев: Наукова думка, 1961. С.30-32.
16.Урусов В.С. Расчеты термодинамических свойств существенно ионных твердых
На это указывает стадийный характер образования тонких пленок вольфрамата свинца: вначале образуются зерна оксидов, затем происходит реакция образования PbWO4. По-видимому, как и при твердофазном синтезе порошка вольфрамата свинца, в пленках образовавшиеся зерна оксида свинца и триоксида молибдена укрупняются, затем на границах зерен в результате одностороннего массопереноса WО3 образуется продукт реакции - PbWO4. Таким образом, в результате проведенных исследований были изучены процесс синтеза тонких пленок вольфрамата свинца, полученных ионно-лучевым методом. Обнаружено, что последовательность физико-химических превращений в процессе образования PbWO4 подобна твердофазному синтезу. Водные растворы вольфраматов калия и натрия бесцветны и имеют щелочную реакцию.