Transformation of spinel crystals structure МgО·nАІ₂O₃ under high-temperature annealing

Abstract

The processes at high temperature annealing of non-stoichiometric МgО·nАІ₂O₃ spinel crystals (n = 2.2) in O₂ atmosphere at 1300-1500°C have been investigated. A gradual non-stoichiometry increase up to n = 2.8 has been found with increasing annealing time due to MgO evaporation followed by formation of polycrystalline α-АІ₂O₃ phase. The structure and composition МgО·nАІ₂O₃ layer grown at the sapphire surface in MgO vapor of at 1500-1800°C have been studied. The formation of amorphous phase in transition zone from hexagonal sapphire structure with a piling sequence ABABAB into spinel cubic one with sequence of atomic layers ABCABC was established.

Досліджено процеси високотемпературного відпалу нестехіометричних кристалів шпінелі МgО·nАІ₂O₃ в атмосфері O₂ при 1300-1500°С. Виявлено поступове збільшення нестехіометрії кристалів до п = 2,8 зі збільшенням часу відпалу внаслідок випаровування MgO з наступним формуванням полікристаличної фази α-АІ₂O₃. Досліджено структуру та склад шарів МgО·nАІ₂O₃, вирощених на поверхні сапфіру в парах MgO при 1500- 1800°С. Встановлено формування аморфної фази у зоні переходу від гексагональної структури сапфіру з послідовністю укладки шарів АВАВАВ у кубічну структуру шпінелі з послідовністю укладки атомних шарів АВСАВС.

Исследованы процессы высокотемпературного отжига кристаллов нестехиометрической шпинели МgО·nАІ₂O₃ (п = 2,2) в атмосфере O₂ при 1300-1500°С. Установлено постепенное увеличение нестехиометрии кристаллов до п = 2,8 с увеличением времени отжига вследствие испарения MgO и последующего образования поликристаллической фазы α-АІ₂O₃. Исследованы структура и состав слоев МgО·nАІ₂O₃, выращенных на поверхности сапфира в парах MgO при 1500-1800°С. Установлено формирование аморфной фазы в зоне перехода из гексагональной структуры сапфира с последовательностью укладки слоев АВАВАВ в кубическую структуру шпинели с последовательностью укладки атомных слоев АВСАВС.