Кристаллохимия и фазовые равновесия боратов рубидия

2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..............................................................5
Глава 1. Кристаллохимия соединений и фазовые равновесия в системах боратов щелочных металлов (обзор литературы)
1.1. Классификации боратов......................................11
1.1.1. Классификация борокислородных группировок................11
Классификация Крайста и Кларка (11).
Классификация Бернса и др. (12). Классификация Крог-Му (16).
1.1.2. Классификация боратов....................................16
1.2. Кристаллохимия боратов щелочных металлов...................23
Островные (23). Цепочечные (24). Слоистые (24). Каркасные (24)
1.3. Бинарные системы боратов щелочных металлов.................29
Система Ы20-В20з (30). Система ЫагО-ВгОз (30). Система К2О-В2О3 (31). Система ЯЬгО-ВгОз (31). Система С^О-ВгОз (35).
Глава 2. Методы синтеза и исследования
2.1. Синтез образцов............................................36
2.1.1. Синтез поликристаллов....................................36
Кристаллизация из стекла (36). Твердофазовый синтез (37). Термообработка образцов (37)
2.1.2. Синтез монокристаллов. Кристаллизация из расплава 37
2.2. Методы исследования образцов...............................38
2.2.1. Рентгенография поликристаллов............................38
Рентгенофазовый анализ (38). Определение параметров решётки и инди-цирование порошкограмм (38). Рентгенография порошков с целью уточнения кристаллической структуры методом Ритвельда (39). Расчет структуры методом Ритвельда (39). Уточнение сірукгурьі методом Ритвельда (42).
2.2.2. Терморентгенография поликристаллов...........................42
Изучение термических фазовых переходов (42). Изучение теплового расширения (43).
2.2.3. Рентгенография монокристаллов................................44
Определение симметрии монокристаллов (44). Измерение эксперимен-
тальных интенсивностей (44). Расчет кристаллической структуры (44).
2.2.4. Кристаллооптика..............................................44
2.2.5. Определение плотности методом.................гидростатического.........взвешивания 45
2.2.6. Термический анализ.....................................46
3
Глава 3. Фазовые равновесия боратов рубидия
3.1. Характеристика фаз.......................................47
3.2. Эксперимент..............................................54
3.2.1. Фазовые соотношения по данным отжига и закалки - рентгенография в комнатных условиях...................................54
3.2.2. Результаты терморентгеновских экспериментов..............59
3.3. Построение фазовой диаграммы стеклообразующей части системы КЬ20-В203..................................................67
3.3.1. Образование нового соединения Ш)3В7012 (ЗКЬ20:7В20з)...................................................70
3.3.2. Выявление полиморфных модификаций КЬВ305 ................73
3.3.3. Фазовые равновесия с участием жидкой фазы................75
Плавление соединений (75). Системы с эвтектикой (76).
3.3.4. Фазовые равновесия в системе КЬ20-В203...................80
3.4. Выводы...................................................81
Глава 4. Определение кристаллических структур боратов рубидия
4.1. Кристаллическая структура КЬ2В407........................83
4.1.1. Эксперимент..............................................83
4.1.2. Описание структуры.......................................85
4.2. Кристаллическая структура р-КЬВ305.......................91
4.2.1. Эксперимент..............................................91
4.2.2. Описание структуры.......................................92
4.3. Кристаллическая структура а-КЬВ305.......................99
4.3.1. Эксперимент..............................................99
4.3.2. Описание структуры.......................................99
4.3.3. Сопоставление структур а-КЬВ305 и Р-Ш)В305 и СзВ305...105
4.4. Криста!л ичсская структура Ш^В^Оз]......................107
4.4.1. Эксперимент............................................107
4.4.2. Описание структуры.....................................108
4.5. Кристаллическая структура р-КЬВ508......................114
4.5.1. Эксперимент............................................114
4.5.2. Описание структуры.....................................115
4.6. Основные черты кристаллохимии боратов рубидия...........120
частота встречаемости
ЗП:<ЗП>
2A1D:<2AD>
ЗД:<ЗД> 4D:<3U >=<3D> 1A3D:<A2D>=<3D> 1A3n:<A2D>=<A2D> 2Л2а:<2АП>=<2АП> 2-А 2 □: < A 2D >=< Д 2D > 2A2D:<2AO=<A2D> ЗЛ1 D:<2AD>=<3A> 3A1D:<2AD>=<2AD> 4Д:<ЗД>=<ЗД> 5D:<3D >-<3D> 1Д4Ш:<Д20>-<За>
2A3a:<2AQ>-<3D> 2Д 3D :<Д 2D >-</±2 □> 3A2D:<2AIH>-<A2D> 4Д1 □: <2Д □ >-<2ДП >
Рис. 1.3. Частота встречаемости группировок 3-5-ти
борокислородных полиэдров (Burns et al., 1995).
л
-ь-о-в
В
?
Л
0
1
О-В^В
V
о о
Ж
Оч о
гу
V/
о 44 о
А Ьо
о
Рис. 1.4. Примеры борокислородных групп но классификации Крог-Му .
а - треугольник, б - тетраэдр, в - бороксольное кольцо, г - триборатная группа, д - дитриборатная группа, е - диборатная группа, ж - пентаборатная группа, з - дипентаборатная группа, и - трипеитаборатная группа.