Multicomponent solid solution with pyrochlore structure

• Autores: Branko Matović, Jelena Maletaškić, Vesna Maksimović, Stevan P. Dimitrijević, Ivana Cvijović Alagić, Yu Ping Zeng, Jelena Zagorac, Dejan Zagorac, Milan Pejić, Bratislav Todorović
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 62, Nº. 6, 2023, págs. 515-526
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Solución sólida multicomponente con estructura de pirocloro
• Texto completo no disponible (Saber más ...)
• Resumen
  • español

    Se sintetizó un óxido multicomponente con estructura de pirocloro (A2B2O7), conteniendo siete diferentes sitios catiónicos A y tres sitios catiónicos B en cantidades equiatómicas. Se fabricaron polvos con composición nominal (La1/7Sm1/7Nd1/7Pr1/7Y1/7Gd1/7Yb1/7)2(Sn1/3Hf1/3Zr1/3)2O7, a través de una reacción de nitratos metálicos (sitios A) y cloruros metálicos (sitios B), usando hidróxido de sodio durante la reacción de desplazamiento en estado sólido. Inicialmente, la síntesis a temperatura ambiente produjo polvos amorfos, los cuales fueron cristalizados después de someterlos a calcinación para formar compuestos monocristalinos. La formación de polvos cerámicos cristalinos de alta entropía se obtuvo a temperaturas tan bajas como 750 °C. Durante la calcinación coexisten estructuras de fluorita desordenada (F-A2B2O7) y pirocloro cristalino (Py-A2B2O7). Un número significativo de cationes induce la obtención de pirocloros estables de alta entropía. Los resultados mostraron que la sinterización a 1.650 °C condujo a la formación de un pirocloro cristalino puro monofásico. Se obtuvo una cerámica de alta densidad y libre de aditivos después de compactar los polvos y someterlos a sinterización sin presión a 1.650 °C. La estructura del pirocloro multicomponente se investigó utilizando el enfoque multimetodológico teórico y experimental.

  • English

    Multicomponent oxide with pyrochlore structure (A2B2O7), containing 7 different A-site cations and 3 B-site cations in equiatomic amounts, was synthesized. Powders with nominal composition (La1/7Sm1/7Nd1/7Pr1/7Y1/7Gd1/7Yb1/7)2(Sn1/3Hf1/3Zr1/3)2O7 were fabricated through a reaction of metal nitrates (A-site) and metal chlorides (B-site) with sodium hydroxide during the solid state displacement reaction. Room temperature synthesis initially resulted in the obtainment of amorphous powders, which crystallized after subsequent calcination to form single crystalline compounds. Crystalline high-entropy ceramic powders formation took place at temperatures as low as 750 °C. During calcination, defective fluorite (F-A2B2O7) and crystal pyrochlore (Py-A2B2O7) structures coexist. A large number of cations induce the obtainment of stable high-entropy pyrochlores. Results showed that sintering at 1650 °C lead to pure crystalline single-phase pyrochlore formation. High-density ceramic, free of additives, was obtained after powders were compacted and subjected to pressureless sintering at 1650 °C. Multicomponent pyrochlore structure was investigated using the theoretical and experimental multi-methodological approach.