Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 14 (2), 279–285
Features of Ca1-xYxF2+x solid solution heat capacity behavior: diffuse phase transition
Alexander A. Alexandrov – Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow; Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; alexandrov1996@yandex.ru
Anna D. Rezaeva – Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; 1032192969@rudn.ru
Vasilii A. Konyushkin – Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; vasil@lst.gpi.ru
Andrey N. Nakladov – Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; andy-nak@yandex.ru
Sergey V. Kuznetsov – Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; kouznetzovsv@gmail.com
Pavel P. Fedorov – Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia; ppfedorov@yandex.ru
Corresponding author: Pavel P. Fedorov, ppfedorov@yandex.ru
DOI 10.17586/2220-8054-2023-14-2-279-285
ABSTRACT A series of single crystals of a Ca1-xYxF2+x solid solution with a fluorite structure containing 1–19 mol.% YF3 (x=0.01–0.19) has been grown. Thermal analyzer STA 449 F3 Jupiter in DSC mode recorded the temperature dependences of the heat capacity Cp(T) in the temperature range from the room temperature to 1300 °C. A diffuse phase transition in the solid state for concentrations x=0.01–0.03 is fixed as an anomaly on the Cp(T) curves with a maximum at 115050 °C. With an increase in the content of YF3 (x=0.05–0.19), a very wide structured peak is recorded in the range of 650–1100 °C. The heat capacity anomaly is associated with the reversible rearrangement of defect nanoclusters, which affects the change in the anion sublattice.
KEYWORDS CaF2–YF3 phase diagram, inorganic fluorides, fluorite, diffuse phase transition, solid solution, heterovalent isomorphism, defect clusters.
ACKNOWLEDGEMENTS Authors express their sincere gratitude to E. V. Chernova for her most kind assistance in the preparation of the present manuscript. The study was funded by grant of Russian Science Foundation No. 22-13-00167, https://rscf.ru/project/22-13-00167.
FOR CITATION Alexandrov A.A., Rezaeva A.D., Konyushkin V.A., Nakladov A.N., Kuznetsov S.V., Fedorov P.P. Features of Ca1-xYxF2+x solid solution heat capacity behavior: diffuse phase transition. Nanosystems: Phys.
Chem. Math., 2023, 14 (2), 279–285.
[In Russian] А.А. Александров, А.Д. Резаева, В.А. Конюшкин, А.Н. Накладов, С.В. Кузнецов, П.П. Федоров
Особенности поведения теплоемкости твердого раствора Ca1-xYxF2+x:размытый фазовый переход
УДК 546.161+ 536.631+ 548.32
АННОТАЦИЯ Выращена серия монокристаллов твердого раствора Ca1-xYxF2+x флюоритовой структуры с содержанием 1 – 19 мол.% YF3 (х = 0.01 – 0.19). На термоанализаторе STA 449 F3 Jupiter сняты температурные зависимости теплоемкости Cp(T) в интервале температур от комнатной до 1300 °С. Размытый фазовый переход в твердом состоянии для концентраций х = 0.01 – 0.03 фиксируется в виде аномалии на кривых Cp(T) с максимумом при 1150 ± 50 °С. При увеличении содержания YF3 (х = 0.05 – 0.19) фиксируется очень широкий структурированный пик в интервале 650-1100 °С. Аномалия теплоемкости связана с обратимой перестройкой дефектных нанокластеров, которая влияет на изменение анионной подрешетки.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА фазовая диаграмма CaF2–YF3, неорганические фториды, флюорит, диффузный фазовый переход, твердый раствор, гетеровалентный изоморфизм, кластеры дефектов.
