Synthesis of Ln1-x-yMe'xMe''yMnO₃ (Ln:La, Nd; Me' and Me'':Sr, Pb) solid solutions using sol-gel method

Abstract

A sol-gel method has been developed to synthesize the binary system solid solutions of rare-earth elements manganites (1-x)La₀,₆Pb₀,₄MnO₃- xNd₀,₆(Sr₀,₇Pb₀,₃)₀,₄MnO₃ (x = 0, 0.5 and 1.0). X-ray investigations show that the formation of solid solution phase for all x was observed after annealing of xerogel powders (tablets) in air at 700°C for 1 h. At x = 0.5 and 1.0, the solid solutions have an orthorhombically distorted perovskite structure, whereas at x = 0 (pure La₀,₆Pb₀,₄MnO₃), the crystal lattice is hexagonal. The specific saturation magnetization at 100 K (σ₁₀₀) and the Curie temperature (Tc) for manganite solid solutions synthesized using the sol-gel method (annealing at 900-1100°C for 1 h) at any x exceed the corresponding characteristics of similar solid solutions obtained by ceramic method (after 6 h heating at 1200 K).

Разработан золь-гель метод для синтеза твердых растворов двойной системы манганитов редкоземельных элементов 1-x)La₀,₆Pb₀,₄MnO₃- xNd₀,₆(Sr₀,₇Pb₀,₃)₀,₄MnO₃ (х = 0, 0,5 и 1,0). С помощью рентгенофазового анализа установлено, что независимо от состава образование фазы твердого раствора манганита со структурой перовскита наблюдается после обжига соответствующих по составу порошков ксерогелей (таблеток) на воздухе при 700°С в течение всего 1 часа. Установлено, что упомянутые твердые растворы при х = 0,5 и 1,0 имеют орторомбически искаженную структуру перовскита, а при х = 0 (La₀,₆Pb₀,₄MnO₃) кристаллическая решетка имеет гексагональную симметрию. Удельная намагниченность насыщения при 100 К (σ₁₀₀) и температура Кюри (Г,.) для синтезированных с использованием золь-гель технологии твердых растворов манганитов (обжиг при 900-1100°С в течение 1 ч) при любом составе были выше, чем эти же характеристики для твердых растворов аналогичных составов, синтезированных керамическим методом (обжиг при 1200 К в течение 6 ч).

Розроблено золь-гелевий метод для синтезу твердих розчинів подвійної системи манганітів рідкоземельних елементів 1-x)La₀,₆Pb₀,₄MnO₃- xNd₀,₆(Sr₀,₇Pb₀,₃)₀,₄MnO₃ (х = 0, 0,5 и 1,0). За допомогою рентгенофазового аналізу встановлено, що незалежно від складу утворення фази твердого розчину манганіту зі структурою перовскіту спостерігається після випалу відповідних за складом порошків ксерогелів (таблеток) на повітрі при 700°С протягом лише 1 години. Встановлено, що згадані тверді розчини при х = 0,5 та 1,0 мають орторомбічно спотворену структуру перовскіту, а при х = 0 (La₀,₆Pb₀,₄MnO₃) кристалічна гратка має гексагональну симетрію. Питома намагниченість насичення при 100 К (σ₁₀₀) та температура Кюрі (Тс) для синтезованих з застосуванням золь-гель технології твердих розчинів манганітів (випал при 900-1100°С протягом 1 год) при будь-якому складі були вище, ніж ті самі характеристики для аналогічних за складом твердих розчинів, синтезованих керамічним методом (випал при 1200 К протягом 6 год).