Фазовые соотношения при раствор-расплавной кристаллизации редкоземельно-алюминиевых боратов

Глава 2. Методика эксперимента.

В главе приведено описание и характеристики аппаратуры для проведения экспериментов по исследованию фазообразования и определению растворимости р.з.-алюминиевых боратов. Указаны реактивы и методика приготовления шихты.

Рассмотрена техника спонтанной кристаллизации и экспериментального определения растворимости, а также приемы изучения псевдочетверных систем, для которых использовался следующий методический подход: на тетраэдре составов выбирались треугольные сечения ≤ 20 мас.%, на отдельных участках которых в равновесии с многокомпонентным расплавом в определенном температурном интервале находились лишь RAl₃(BO₃)_4. Опыты по изучению фазообразования в системах RAl₃(BO₃)₄ (K₂Mo₃O₁₀-R₂O₃ B₂O₃) (R=Yb, Tm) в области существования расплавов в пределах устойчивости RAl₃(BO₃)₄ проводились для срезов 20 и 15 мас.% YbAB и 17 мас.% TmAB. Содержание компонентов растворителя менялось в следующих диапазонах: Yb₂O₃ - от 0 до 20 мол.%, Tm₂O₃ - от 0 до 25 мол.%, B₂O₃ - от 10 до 70 мол.% и K₂Mo₃O₁₀ - от 30 до 85 мол.%.

Pt тигель с шихтой (15-20 г) нагревался в печах сопротивления до 1100-1150^оC (в зависимости от доли YbAl-бората в навеске) и выдерживался 2-3 суток для гомогенизации расплава. Далее температура снижалась по 0.5-1^оC/ч до 1000^оC в случае 15 мас.% бората и до 1050^оC для 20 мас.%. Продукты синтеза растворялись в горячей концентрированной HCl, труднорастворимая фракция изучалась с помощью рентгенофазового анализа. Условия экспериментов для TmAl-бората были идентичными, а температурный диапазон составлял 900-1140^оC. Синтез RBO₃ (R=Tm, Yb, Y и Lu) проводился при 950-1150^оC с учетом температурно - концентрационных областей их устойчивости по схеме, описанной выше.

Рентгенофазовый анализ полученных твердых фаз проводился на дифрактометре ДРОН-УМ 1 (СоК_α излучение, λ(К_α) = 1.7889 Å, Fe фильтр). Химический состав кристаллов анализировался на рентгеновском микроанализаторе JXA-5 и рентгеновском энергодисперсионном спектрометре INCA 450. Микроморфологию поверхности кристаллических фаз изучали с помощью аналитического сканирующего электронного микроскопа JSM-5610LV с получением изображения во вторичных и отраженных электронах. Спектры поглощения образцов записаны на инфракрасном Фурье спектрометре ФСП-1201 в диапазоне частот 1800-400 см^-1.