Siberian Federal University

The concentration interval for the formation of phase-pure zinc- containing pyrochlores based on bismuth tantalate was established. It was shown that for the Bi2+х+3(Zn2/3Ta4/3)+8O7–у and Bi1.65Zn1+xTa2–xO9 series, single- phase samples are formed at 1.575 ≤ x(Bi) ≤ 1.725 and 0.90 ≤ x(Zn) ≤ 1.14. The cubic unit cell parameter (space group Fd -3m) for the first and second series of samples increases from 10.5295(5) to 10.5486(5) Å and from 10.5310(5) to 10.5435(5) Å, respectively, following the Wegard rule. It was shown that a significant part of Zn(II) ions is located in the bismuth position. In all cases phase-pure pyrochlores are formed in the case of bismuth deficiency in the bismuth sublattice by 42.5–47.5 at.% for Bi2+х+3(Zn2/3Ta4/3)+8O7–у, and the filling degree of the octahedral sublattice of Ta(V) with bismuth ions is limited to 30–38 %. It was found that the deficit of bismuth ions in the bismuth sublattice depends on the amount of zinc in the samples with the more zinc in the samples, the less vacancy of the bismuth sublattice. The inclusion of pyrochlore with Bi3/2ZnTa3/2O9 ideal composition in the composite pyrochlore region and the exclusion of the Bi2Zn2/3Ta4/3O7 monoclinic zirconolite-like phase are confirmed. It was shown that low-porosity sintered samples are formed, while the porosity of ceramics decreases with increasing molar ratio of n(Bi)/n(Ta) and the amount of zinc in the samples

Установлен концентрационный интервал формирования фазовочистых цинксодержащих пирохлоров на основе танталата висмута. Показано, что для рядов Bi2+х+3(Zn2/3Ta4/3)+8O7-у и Bi1.65Zn1+xTa2-xO9 однофазные образцы образуются при 1.575≤x(Bi)≤1.725 и 0.90≤x(Zn)≤1.14. Параметр кубической элементарной ячейки (пр.гр. Fd -3m) для первой и второй серии образцов возрастает от 10.5295(5) до 10.5486(5) Å и от 10.5310(5) до 10.5435(5) Å, соответственно, подчиняясь правилу Вегарда. Показано, что значительная часть ионов цинка(II) размещается в позиции висмута. Во всех случаях фазовочистые пирохлоры образуются в случае дефицита висмута в висмутовой подрешетке на величину 42.5–47.5 ат.% для Bi2+х+3(Zn2/3Ta4/3)+8O7-у, а степень наполнения октаэдрической подрешетки тантала(V) ионами висмута ограничивается интервалом 30–38 %. Показано, что дефицит ионов висмута в висмутовой подрешетке зависит от количества цинка в образцах. Установлено, что чем больше цинка в образцах, тем меньше вакантность висмутовой подрешетки. Подтверждено включение пирохлора с идеальным составом Bi3/2ZnTa3/2O9 в композиционную область пирохлора и исключение моноклинной цирконолитоподобной фазы Bi2Zn2/3Ta4/3O7. Показано, что образуются малопористые спеченные образцы. Пористость керамики уменьшается с увеличением мольного соотношения n(Bi)/n(Ta) и количества цинка в образцах