CHEMISTRY AND MATERIAL SCIENCE

Phase formation in the BiPO$_4$-YPO$_4$-(H$_2$O) system

[Фазообразование в системе BiPO$_4$-YPO$_4$-(H$_2$O)]

A. A. Osminina^abc, D. P. Elovikov^ad, O. V. Proskurina<sup>bc

a</sup> Branch of Petersburg Nuclear Physics Institute named by B.P. Konstantinov of National Research Centre "Kurchatov Institute" – Institute of Silicate Chemistry, St. Petersburg, Russia
^b Ioffe Institute, St. Petersburg, Russia
^c St. Petersburg State Institute of Technology, St. Petersburg, Russia
^d St. Petersburg Electrotechnical University "LETI", St. Petersburg, Russia

Аннотация: Работа посвящена изучению фазовых равновесий в системе BiPO$_4$-YPO$_4$-($n$H$_2$O) в мягких условиях. Показано, что при использовании метода осаждения образцы кристаллизуются в фазах рабдофана YPO$_4$ $\cdot$ $n$H$_2$O и ксименгита BiPO$_4$. Гидротермальная обработка образцов при 160$^\circ$C приводит к постепенной трансформации гексагонального фосфата иттрия со структурой рабдофана в тетрагональный ксенотим YPO$_4$ и гексагонального фосфата висмута со структурой ксименгита в моноклинный фосфат висмута $(P2_1/n)$. Трансформация в устойчивые фазы ксенотима и моноклинного фосфата висмута завершается практически полностью через 28 дней изотермической выдержки в гидротермальных условиях при 160$^\circ$C. Причем, чем меньше второго компонента в образцах, содержащих как Bi, так и Y, тем быстрее идет процесс структурной трансформации в устойчивую фазу. В системе формируется твёрдый раствор на основе моноклинного фосфата висмута состава Bi$_{0,94}$Y$_{0,06}$PO$_4$. Фаза со структурой рабдофана перед исчезновением представляет собой твердый раствор состава Y$_{0,8}$Bi$_{0,2}$PO$_4$ $\cdot$ $n$H$_2$O. Размеры кристаллитов всех фаз возрастают с увеличением доли висмута в системе.

Ключевые слова: нанокристаллы, фазообразование, фосфат висмута, ортофосфат иттрия, гидротермальный синтез.

Поступила в редакцию: 05.05.2025
Принята в печать: 18.07.2025

Язык публикации: английский

DOI: 10.17586/2220-8054-2025-16-4-472-482

Реферативные базы данных:

•