Open Access Open Access  Restricted Access Subscription Access

Obtaining nanocrystalline ceramic materials based on perovskite-like oxides Bi1‒xSrxFeO3‒δ


https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-10-33-37

Full Text:




Abstract

The features of the formation of materials based on Bi1‒xSrxFeO3‒δ solid solutions obtained by glycine-nitrate combustion were studied. It was found that the highest yield of the target product is achieved at x = 0‒0,5. It was shown that the temperature range of synthesis and the beginning of sintering of grains correlate with the melting of the surface phase. The sintering activation temperature and thermal expansion coefficient of the obtained nanocrystalline ceramic materials were determined. Ill. 4. Ref. 20. Tab. 2.

About the Authors

N. A. Lomanova
ФГБУН «Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН»
Russian Federation


A. V. Osipov
ФГБУН «Институт химии силикатов имени И. В. Гребенщикова РАН»
Russian Federation


V. L. Ugolkov
ФГБУН «Институт химии силикатов имени И. В. Гребенщикова РАН»
Russian Federation


References

1. Jiagang, Wu. Multiferroic bismuth ferrite-based materials for multifunctional applications: Ceramic bulks, thin films and nanostructures / Jiagang Wu, Zhen Fan, Dingquan Xiao, Jianguo Zhu, John Wang // Progr. Mater. Sci. ― 2016 ― Vol. 84. ― P. 335‒340. DOI: 10.1016/j.pmatsci.2016.09.001.

2. Popkov, V. I. Effect of spatial constraints on the phase evolution of YFeO 3 -based nanopowders under heat treatment of glycine-nitrate combustion products / V. I. Popkov, O. V. Almjasheva, V. N. Nevedomskiy [et al.] // Ceram. Int. ― 2018. ― Vol. 44, № 17. ― P. 20906‒20912. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.08.097.

3. Карпов, О. Н. Формирование нанокристаллов Nd (1‒x) Bi x FeO 3 в условиях глицин-нитратного синтеза / О. Н. Карпов, М. В. Томкович, Е. А. Тугова // Ж. общ.хим. ― 2018. ― Т. 88, № 10. ― С. 1692‒1698. DOI: 10.1134/S0044460X18100177.

4. Jaswinder, Pal. Study of the structural and magnetic phase-transitions and multiferroic properties in BiFeO 3 Ba 0.95 Ca 0.05 TiO 3 solid solutions / Jaswinder Pal, Sunil Kumar, Lakhwant Singh, Mandeep Singh, Anupinder Singh // Mat. Res. Bull. ― 2018. ― Vol. 102. ― Р. 36‒44. DOI:10.1016/j.materresbull.2018.02.012.

5. Lomanova, N. A. Formation mechanism, thermal and magnetic properties of (Bi 1‒x Sr x ) m+1 Fe m‒3 Ti 3 O 3(m+1)‒δ (m = = 4–7) ceramics / N. A. Lomanova, M. V. Tomkovich, V. L. Ugolkov [et al.] // Nanosys.: phys. chem. math. ― 2018. ― Vol. 9, № 5. ― Р. 676‒687. DOI: 10.17586/2220-80542018-9-5-676-687.

6. Ломанова, Н. А. Синтез и термические свойства нано- и макрокристаллических керамических материалов на основе Bi5 FeTi3 O 15 / Н. А. Ломанова // Новые огнеупоры. ― 2018. ― № 6. ― С. 29‒33. DOI: 10.17073/1683-4518-2018-6-29-33.

7. Lomanova, N. A. Thermal and magnetic behavior of BiFeO 3 nanoparticles prepared by glycine-nitrate combustion / N. A. Lomanova, M. V. Tomkovich, V. V. Sokolov [et al.] // J. Nanopart. Res. ― 2018. ― Vol. 20, № 2. ― Р. 17. DOI: 10.1007/s11051-018-4125-6.

8. Baharuddin, N. A. Preparation of SrFe0.5 Ti0.5 O3‒ d perovskite-structured ceramic using the glycine-nitrate combustion technique / N. A. Baharuddin, A. Muchtar, M. Rao Somalu // Mat. Lett. ― 2017. ― Vol. 194. ― Р. 197‒201. DOI: 10.1016/j.matlet.2017.02.064.

9. Ломанова, Н. А. Особенности формирования нано кристаллического BiFeO 3 методом глицин-нитратного горения / Н. А. Ломанова, М. В. Томкович, В. В. Соколов, В. В. Гусаров // Ж. общ. хим. ― 2016. ― Т. 86, № 10. ― С. 1605‒1612. DOI: 10.1134/S1070363216100030.

10. Попков, В. И. Формирование нанокристаллов ортоферритов редкоземельных элементов X FeO 3 (X = = Y, La, Gd) при термической обработке соосажденных гидроксидов / В. И. Попков, Е. А. Тугова, А. К. Бачина, О. В. Альмяшева // Ж. общ. хим. ― 2017. ― Т. 87, № 11. ― С. 1771‒1780.

11. Tugova, E. NdFeO 3 nanocrystals under glycine nitrate combustion formation / E. Tugova, S. Yastrebov, O. Karpov, R. Smith // J. Cryst. Growth. ― 2017. ― Vol. 467. ― P. 88‒92. DOI:10.1016/j.jcrysgro.2017.03.022.

12. Ning, Gao. Experimental and first principles investigation of the multiferroics BiFeO 3 and Bi 0.9 Ca0.1 FeO3 : Structure, electronic, optical and magnetic properties / Ning Gao, Chuye Quan, Yuhui Maa [et al.] // Physica B. ― 2016. ― Vol. 481. ― P. 45‒52.

13. Sosnowska, I. Spiral magnetic ordering in bismuth ferrite / I. Sosnowska, T. Peterlin-Neumaier, E. Streichele // J. Phys. C. ― 1982. ― Vol. 15. ― P. 4835‒4846. DOI: 10.1088/0022-3719/15/23/020.

14. Морозов, М. И. Особенности реакции образования BiFeO 3 в смеси оксидов висмута и железа (III) / М. И. Морозов, Н. А. Ломанова, В. В. Гусаров // Журн. общ. хим. ― 2003. ― Т. 73, № 11. ― С. 1772‒1776. DOI: 10.1023/B:RUGC.0000018640.30953.70.

15. Valant, M. Peculiarities of a solid-state synthesis of multiferroic polycrystalline BiFeO 3 / M. Valant, A.-K. Axelsson, N. Alford // Chem. Mater. ― 2007. ― Vol. 19. ― P. 5431‒5436. DOI: 10.1021/cm071730+.

16. Ломанова, Н. А. Фазовые состояния в разре зе Bi4 Ti3 O 12 ‒BiFeO 3 системы Bi2 O 3 ‒TiO 2 ‒Fe2 O 3 / Н. А. Ломанова, В. В. Гусаров // Журн. неорган. хим. ― 2011. ― Т. 56, № 4. ― С. 661‒665. DOI: 10.1134/S0036023611040188.

17. Gusarov, V. V. The thermal effect of melting in polycrystalline systems / V. V. Gusarov // Thermochimica Acta. ― 1995. ― Vol. 256, № 2. ― P. 467‒472. DOI: 10.1016/0040-6031(94)01993-Q.

18. Kovalenko, A. N. Thermodynamics and kinetics of non-autonomous phase formation in nanostructured materials with variable functional properties / A. N. Kovalenko, E. A. Tugova // Nanosys.: phys., chem., math. ― 2018. ― Vol. 9, № 5. ― Р. 641‒662. DOI: 10.17586/22208054-2018-9-5-641-662.

19. Shannon, R. D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomiс distances in halides and chaleogenides / R. D. Shannon // Acta Cryst. ― 1976. ― A32. ― P. 751.

20. Ломанова, Н. А. Термическое поведение слоистых перовскитоподобных соединений в системе Bi4 Ti3 O 12 BiFeO 3 / Н. А. Ломанова, В. Л. Уголков, В. В. Гусаров // Физика и химия стекла. ― 2007. ― Т. 33, № 6. ― С. 608‒612. DOI: 10.1134/S1087659607060120.


Supplementary files

For citation: Lomanova N.A., Osipov A.V., Ugolkov V.L. Obtaining nanocrystalline ceramic materials based on perovskite-like oxides Bi1‒xSrxFeO3‒δ. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2019;(10):33-37. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2019-10-33-37

Views: 322

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


ISSN 1683-4518 (Print)