Высокотемпературная теплоемкость и термодинамические свойства силикатов LiMSiO4 (M = Y, Yb, In) в области 320–1050 K

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Силикаты LiMSiO4 (M = Y, Yb, In) были получены твердофазным синтезом из стехиометрических смесей Li2CO3, Y2O3 (Yb2O3), In2O3 и SiO2 при температуре 1373 K. С помощью рентгеноструктурного анализа уточнена их кристаллическая структура. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии установлено влияние температуры на теплоемкость оксидных соединений. По экспериментальным данным Cp = f (T) рассчитаны термодинамические свойства.

About the authors

G. V. Vasiliev

Siberian Federal University

Prospect Svobodny, 79, Krasnoyarsk, 660041 Russia

L. T. Denisova

Siberian Federal University

Email: ldenisova@sfu-kras.ru
Prospect Svobodny, 79, Krasnoyarsk, 660041 Russia

Y. F. Kargin

A. A. Baikov Institute of Metallurgy and Materials Science of the Russian Academy of Sciences

Leninsky Prospect, 49, Moscow, 119991 Russia

N. V. Belousova

Siberian Federal University

Prospect Svobodny, 79, Krasnoyarsk, 660041 Russia

V. M. Denisov

Siberian Federal University

Prospect Svobodny, 79, Krasnoyarsk, 660041 Russia

L. A. Irtugo

Siberian Federal University

Prospect Svobodny, 79, Krasnoyarsk, 660041 Russia

References

  1. Nakayama S., Sakamota M. Microstructures and Electrical Properties for LiXSiO4 (X = Al, Y, La, Nd, Sm, Gd, Dy, Ho, Er, Yb) // J. Ceram. Soc. Jpn. 1992. V. 100(6). P. 867–871. https://doi.org/10.2109/jcersj.100.867
  2. Никольский Ю.В., Максимов Б.А., Белов Н.В. Кристаллическая структура LiYSiO4 // Докл. АН СССР. 1976. Т. 230. № 2. С. 331–333.
  3. Филипенко О.С., Димитрова О.В., Атовмян Л.О., Леонова Л.С. Кристаллическая структура нового редкоземельного ортосиликата Li и ионная проводимость LiYSiO4 // Кристаллография. 1989. Т. 34. № 4. С. 1009–1011.
  4. Fu Z.-W., Heng Y.-K., Qi M. et al. Scintillating properties of LiYSiO4: Ce // Chin. Phys. C. 2011. V. 35. № 12. P. 1134–1138. https://doi.org/10.1088/1674-1137/35/12/010
  5. Shi R., Liu G., Liang H. et al. Consequences of ET and MMCT on Luminescence of Ce3+-, Eu3+-, and Tb3+-Doped LiYSiO4 // Inorg. Chem. 2016. V. 55. P. 7777–7786. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.6b01249
  6. Su C., Ao L., Zhang Z. et al. Crystal Structure, Raman Spectra and Microwave Dielectric Properties of Novel Temperature-Stable LiYbSiO4 Ceramics // Ceram. Int. 2020. V. 46. P. 19996–20003. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.05.070
  7. Redhammer G.J., Roth G. LiInSiO4: a New Monovalent – Trivalent Olivine // Acta Crystallogr., Sect. C. 2003. V. 59. P. 38–40. https://doi.org/10.1107/S0108270103006345
  8. Rajkumar T., Nakayama M., Nogami M. Ab initio Prediction for the Ionic Conduction of Lithium in LiInSiO4 and LiInGeO4 Olivine Materials // Solid State Commun. 2010. V. 150. P. 693–696. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2010.01.044
  9. Ganesan M. A New Promising High Temperature Lithium Battery Solid Electrolyte // Electrochem. Commun. 2007. V. 9. P. 1980–1984. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2007.05.012
  10. Sidorenko A.V., Dorenbos P., Bos A.J.J. et al. Lanthanide Level Location and Charge Carrier Trapping in LiLnSiO4: Ce3+, Sm3+, Ln = Y or Lu // J. Phys.: Condens. Matter. 2006. V. 18. P. 4503–4514. https://doi.org/10.1088/0953-8984/18/19/006
  11. Ganesan M. Synthesis and Characterization of Lithium Holmium Silicate Solid Electrolyte for High Temperature Lithium Batteries // J. Appl. Electrochem. 2009. V. 39. P. 947–951. https://doi.org/10.1007/s10800-008-9754-5
  12. Sunny A., Laser K.A., Manu K.M. et al. Effect of Glass Fluxing on Densification and Microwave Dielectric Properties of LiInSiO4 Ceramic // J. Alloys Compd. 2013. V. 552. P. 83–87. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.10.064
  13. Sun X., Tripathi R., Popov G. et al. Stabilization of Lithium Transition Metal Silicates in the Olivine Structure // Inorg. Chem. 2017. V. 56. P. 9931–9937. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.7b01453
  14. Успенская И.А., Иванов А.С., Константинова Н.М., Куценок И.Б. Методы оценки теплоемкости кристаллических фаз // Журн. физ. химии. 2022. Т. 96. № 9. С. 1302–1310. https://doi.org/10.31857/S0044453722090291
  15. Демьяненко Л.Н., Лобачев А.Н., Емельченко Г.А.Германаты редкоземельных элементов. М.: Наука, 1980. 152 с.
  16. Денисова Л.Т., Иртюго Л.А., Каргин Ю.Ф., Белецкий В.В., Денисов В.М. Высокотемпературная теплоемкость и термодинамические свойства Tb2Sn2O7 // Неорган. материалы. 2017. Т. 53. № 1. С. 71–73. https://doi.org/10.7868/S0002337X17010043
  17. Maier C.G., Kelley K.K. Equation for the Representation of High Temperature Heat Content Data // J. Am. Chem. Soc. 1932. V. 54. № 8. P. 3234–3246. https://doi.org/10.1021/ja01347a029
  18. Leitner J., Chuchvalec P., Sedmidubský D. et al. Estimation of Heat Capacities of Solid Mixed Oxides // Thermochim. Acta. 2003. V. 395. P. 27–46. https://doi.org/10.1016/S0040-6031(02)00176-6
  19. Leitner J., Voňka P., Sedmidubský D., Svoboda P. Application of Neumann–Kopp Rule for Estimation of Heat Capacity of Mixed Oxides // Thermochim. Acta. 2010. V. 497. P. 7–13. https://doi.org/10.1016/j.tca.2009.08.002
  20. Резницкий Л.А. Калориметрия твердого тела (структурные, магнитные, электронные превращения). М.: Изд-во МГУ, 1981. 184 с.
  21. Tanifujl T., Shiozawa K., Nasu S. Heat Ccapacity of Lithium Oxide from 306 to 1073 K // J. Nucl. Mater. 1978. V. 78. P. 422–434.
  22. Sun Z., Li M., Zhou Y. Properties of Single-Phase Y2SiO5 // J. Eur. Ceram. Soc. 2009. V. 29. P. 551–557. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2008.07.026
  23. Zhang Y., Jung I.-H. Critical Evaluation of Thermodynamic Properties of Rare Earth Sesquioxides (RE = = La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc and Y) // Calphad. 2017. V. 58. P. 169–203. https://doi.org/10.1016/j.calphad.2017.07.001
  24. Цагарейшвили Д.Ш., Гвелесиани Г.Г. Энтальпия и теплоемкость полуторной окиси индия при высоких температурах // Теплофизика высоких температур. 1975. Т. 13. № 4. С. 874–875.
  25. Осина Е.Л. Термодинамические функции молекул оксидов германия в газовой фазе: GeO2(г), Ge2O2(г) и Ge2O3(г) // Теплофизика высоких температур. 2017. Т. 55. № 2. С. 223–227. https://doi.org/10.7868/S0040364417020120
  26. Кумок В.Н. Проблема согласования методов оценки термодинамических характеристик // Прямые и обратные задачи химической термодинамики. Новосибирск: Наука, 1987. С. 108–123.
  27. Leiner J., Sedmidubský D., Chuchvalec P. Prediction of Heat Capacities of Solid Binary Oxides from Group Contribution Method // Ceramics-Silikáty. 2002. V. 46(1). P. 2932.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».