Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2025, 16 (1), 51–57
Phase transformations in perovskites La0.6Ca0.4Mn1-yCoyO3±δ under the action of hydrogen
Alexander V. Kapishnikov – Boreskov Institute of Catalysis SB RAS, Novosibirsk, Russia
Evgeny Yu. Gerasimov – Boreskov Institute of Catalysis SB RAS, Novosibirsk, Russia; gerasimov@catalysis.ru
Corresponding author: E. Yu. Gerasimov, gerasimov@catalysis.ru
PACS 81.30.Bx
DOI 10.17586/2220-8054-2025-16-1-51-57
ABSTRACT The structural and phase transformations of La0.6Ca0.4Mn1-yCoyO3±δ (y = 0.2 – 0.6) solid solutions in a reducing atmosphere were studied using in situ XRD and HRTEM methods. Experiments have shown that heat treatment in a reducing atmosphere of H2 leads to the partial decomposition of solid solutions, the nature of which differs from decomposition in an inert atmosphere. In the case of a system with a hydrogen-containing atmosphere, the heterogeneous reduction of the structure leads to the formation of an orthorhombic phase of LaMnO3-based perovskite with disordered vacancies, an additional phase of ordered Rudlesden–Poppertype perovskite based on La2CoO4 and Co and Ca2MnO4 nanoparticles on the surface of perovskite. In an environment with excessive partial oxygen pressure for the reduced sample, the reverse phase transition of the Rudlesden–Popper phase into the perovskite phase occurs.
KEYWORDS Rudlesden–Popper-type perovskite, hydrogen reduction, lanthanum manganite, in situ XRD, phase transition
ACKNOWLEDGEMENTS This study was supported by Russian Science Foundation, project No. 23-23-00535. XRD and HRTEM measurements were performed using the equipment of the Shared Research Center “National Center of Investigation of Catalysts” at the Boreskov Institute of Catalysis Siberian Branch, Russian Academy of Sciences.
FOR CITATION Kapishnikov A.V., Gerasimov E.Yu. Phase transformations in perovskites La0.6Ca0.4Mn1-yCoyO3±δ under the action of hydrogen. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2025, 16 (1), 51–57.
UDC 544.478.01
[In Russian] А.В. Капишников, Е. Ю. Герасимов
Фазовые превращения в твердых растворах La0.6Ca0.4Mn1-yCoyO3±δ происходящие в водородсодержащей среде
УДК 544.478.01
АННОТАЦИЯ Проведено исследование структурно-фазовых превращений твёрдых растворов La0.6Ca0.4Mn1-yCoyO3±δ в восстановительной атмосфере, в частности, с использованием методов «in situ» РФА и ПЭМВР. Исследования показали, что термообработка в восстановительной атмосфере Н2 приводит к частичному расслоению твёрдых растворов, характер которого отличается от расслоения в инертной атмосфере. В случае системы с восстановительным характером, неоднородное восстановление структуры приводит к формированию орторомбической фазы перовскита на основе LaMnO3 с разупорядоченными вакансиями, дополнительной фазы упорядоченного перовскита типа Рудлесдена-Поппера на основе La2CoO4 и наночастиц Co и Ca2MnO4 на поверхности перовскита. В среде с избыточным парциальным давлением кислорода для восстановленного образца происходит обратный фазовый переход фазы Рудлесдена-Поппера в фазу перовскита.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА перовскит типа Рудлесдена-Поппера, восстановление в водороде, манганит лантана, in situ РФА, фазовый переход
