Твердофазный синтез высокоэнтропийных кристаллов со структурой магнетоплюмбита в системе BaO–Fe2O3–TiO2–Al2O3–In2O3–Ga2O3–Cr2O3

Аннотация

Проводимая в рамках работ по изучению возможности получения поликомпонентных оксидных фаз, характеризующихся высоким значением конфигурационной энтропии смешения, настоящая работа направлена на исследование возможности получения методом твердофазного синтеза поликомпонентной фазы со структурой магнетоплюмбита в системе BaO–Fe₂O₃–TiO₂–Al₂O₃–In₂O₃–Ga₂O₃–Cr₂O₃.

Шихта для синтеза образцов соответствовала формулам: BaFe₂Ti₂Al₂In₂Ga₂Cr₂O₁₉, BaFe₄Ti_1,6Al_1,6In_1,6Ga_1,6Cr_1,6O₁₉, BaFe₆Ti_1,2Al_1,2In_1,2Ga_1,2Cr_1,2O₁₉.

Для экспериментов использовали следующие реактивы: BaCO₃, Fe₂O₃, TiO₂, In₂O₃, Cr₂O₃, Ga₂O₃, Al₂O₃ – с квалификацией не ниже, чем «ч.д.а.».

Исследование образцов, полученных спеканием предварительно измельчённой и тщательно перемешанной многокомпонентной шихты при 1350 °С в течение 5 часов в атмосфере воздуха, методами рентгеноспектрального микроанализа и рентгенофазового анализа продемонстрировало возможность образования микрокристаллов требуемого состава и структуры. Полученные данные показывают, что стабильная многокомпонентная кристаллическая структура типа магнетоплюмбита может быть получена в системе BaO–Fe₂O₃–TiO₂–Al₂O₃–In₂O₃–Ga₂O₃–Cr₂O₃ даже в случае, если величина конфигурационной энтропии смешения в рамках подрешётки, образованной Fe, Ti, Al, In, Ga и Cr, несколько меньше 1,5R.

Средний состав высокоэнтропийных фаз в полученных образцах может быть описан формулами: BaFe_2,70Ti_0.67Al_1,69In_1,61Ga_2,66Cr_2.67O₁₉, BaFe_4,56Ti_0.86Al_1,66In_1,27Ga_1,94Cr_1.71O₁₉, BaFe_6,06Ti_1,08Al_1,20In_1,16Ga_1,25Cr_1,25O₁₉.

Полученные данные свидетельствуют о том, что в условиях эксперимента заметная доля титана не переходит в состав высокоэнтропийной фазы. Это необходимо учесть в ходе последующих экспериментальных работ по созданию гомогенных образцов синтезированных фаз, необходимых для исследования их электрических и магнитных характеристик.