СИНТЕЗ, РЕНТГЕНОГРАФИЯ И ТЕРМОДИНАМИКА КУПРАТО-ВАНАДАТО-МАНГАНИТА LaLi₂CuVMnO_7.5

В статье представлены результаты синтеза, рентгенографического и термодинамического исследования соединения купрато-ванадато-манганита LaLi₂CuVMnO_7.5. Используя керамическую технологию, синтезировали новый купрато-ванадато-манганита LaLi₂CuVMnO_7.5. Анализ структуры был проведен методом рентгеновской дифракции (РФА). Индицирование рентгенограмм проводили аналитическим методом. Пикнометрические плотности определяли в стеклянных пикнометрах объемом 1 мл. по 3 раза и данные усреднялись. Результаты показывают, что LaLi₂CuVMnO_7.5 кристаллизуется в кубической сингонии с параметрами решетки: а=14,01 ± 0,01 Å; Z=4; Vo=2747,18 ± 0,03 ų; Vo_эл.яч.=686,87 ± 0,87 ų, ρ_рент.=4,27 и ρ_пикн.=4,26 ± 0,005 г/см³. На серийном калориметре ИТ-С-400 в интервале 298.15-673 К исследована температурная зависимость теплоемкости LaLi₂CuVMnO_7.5. Калибровка прибора осуществлялась на основе определения теплопроводности теплоизмерителя. Для этой цели были проведены эксперименты с медным образцом и пустой ампулой. При каждой температуре (с шагом 25 К) выполнялось пять параллельных экспериментов, результаты которых обрабатывались методом математической статистики путем вычисления среднего значения. Работу устройства проверяли через определение теплоемкости α-Al₂O₃. На основании опытных данных выведены уравнения, описывающие зависимости от температуры. Установлено, что LaLi₂CuVMnO_7.5 при 348 К претерпевает λ – образный эффект, вероятно, относящегося к фазовому переходу II- рода. Расчетным методом оценены значения термодинамических функций H°(T)-H°(298,15), S°(T), Ф**(Т) исследуемого купрато-ванадато-манганита. Результаты исследования являются важными для дальнейших исследований электрофизических свойств данного соединения, так же представляют интерес для прогнозирования ценных физико-химических свойств и паспортизации лабораторного опытного образца LaLi₂CuVMnO_7.5.

1. TCR and MR room-temperature enhancing mechanism of La0.7K0.3-xSrxMnO3 ctramics for uncooling infrared bolometers and magnetic sensor devices / X. Guan et al // Ceram. Int. – 2021. – V. 47, № 13. – P. 18931. https://doi.org//10.1016/j.ceramint.2021.03.235.

2. Comparative study of La0.5Nd0.2Ca0.3-xKxMnO3 (x=0.0 and 0.05) nanoparticles: Effect of A-cation size and calcination temperature / N.D. Sharma, et al // Ceram. Int. – 2019. – V.45, № 11. – P. 13637. https://doi.org//10.1016/j.ceramint.2019.04.004.

3. Electric polarization reversal and memory in a multiferroic material induced by magnetic fields / N. Hur et al // Nature. – 2004. – V.429. – P. 392. https://doi.org/10.1038/nature02572.

4. Shivakumara C. Synthesis, structural and ferromagnetic properties of La1-xKxMnO3 (0.0 ≤x≤0.25) phases by solution combustion method / C. Shivakumara // Bull. Mater. Sci. – 2009. – V.32, № 4. – P.443. https://doi.org/10.1007/s12034-009-0065-1.

5. Shaikh M.W. Metallic and semi-conducting resistivity behaviour of La0.7Ca0.32-xKxMnO3 (x= 0.05, 0.1) manganites / M.W. Shaikh // J Theor Appl Phys – 2015. – V.9 – P. 45-58 https://doi.org//10.1007/s40094-014-0159-z.

6. Phase transomations, hyperfine and magnetic interactions in La1–xSrxMnO3+δ (x = 0.05, 0.10, 0.20; δ=0, 0.10-0.15) / D.I. Pchelina et al // J. Phys. Chem.Sol. – 2021. – V. 159. – P. 110268. https://doi.org/10.26201/ISSP.2020/FKS-2.330.

7. Magnetotransport in granular LaMnO3+δ manganite with nano-sized particles / V. Markovich et al // J. Phys. D: Appl. Phys. – 2008. – V. 41. – P. 185001. https://doi.org/10.1088/0022-3727/41/18/185001.

8. Ying Y. Magnetic properties and Griffiths singularity in La0.45Sr0.55Mn1-xCoxO3 / Y. Ying // J. Magn. Magn. Mater. – 2011. – V. 323, № 1. – P. 94. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2010.08.036.

9. Observation of a Griffiths Phase in Paramagnetic La1-xSrxMnO3/ J. Deisenhofer et al // Phys. Rev. Lett. – 2005. – V. 95, № 25. – Р. 257202. https://doi.org/10.1103/PhysRevLettj.95.257202.

10. Determination of the region of existence of ferromagnetic nanostructures in the paraphase of La1-xBaxMnO3 by the EPR method / R.M. Eremina et al // JETP Lett. – 2007. – V. 85, № 1. – Р. 51. https://doi.org/10.1134/S0021364007010109.

11. Size and Magnetic Characteristics of YFeO3 Nanocrystals / Ya. Mittova et al // Inorg. Mater. – 2021. – V. 57, № 13. – P. 1340. https://doi.org/10.1134/S0020168522030116.

12. Ctystal stucture and magnetic state of the LaMn1-𝑥V𝑥O3 perovskites / A.E. Teplykh et al // Physics of the Solid State. – 2000. – V. 42, № 12. – Р. 2241-2249. https://doi.org/10.1134/1.1332146.

13. Структурные и электромагнитные характеристики манганитов лантан-стронциевой системы с замещением марганца ванадием / З.Р. Датская и др. // Экологический Вестник научных центров ЧЭС. – 2020. – Т. 17, № 4. – С. 25-32. https://doi.org/10.31429/vestnik-17-4-25-32.

14. Кристаллическая структура, равновесие дефектов и электрофизические свойства ванадий замещенных оксидов на основе манганита стронция / Е.И. Константинова и др. // III Всероссийская конференция «Горячие точки химии твердого тела: от новых идей к новым материалам». – Новосибирск, 2019. – С. 207.

15. Пат. KZ U № 10288 МПК С01F17/100 (2006.01). Способ получения двойных купратованадато-манганитов лантана и щелочных металлов / Касенов Б.К., Касенова Ш.Б., Сагинтаева Ж.И., Куанышбеков Е.Е., Туртубаева М.О. опубл. 14.03 2025, Бюл. № 11. – 3 с.

16. Князев А.В. Основы рентгенофазового анализа / А.В. Князев, Е.В. Сулейманов // Нижегородский гос. ун-т им. Н.И. Лобачевского. - Н. Новгород, 2005. - 23 с.

17. Вест А. Химия твердого тела. – Москва: Мир, 1988. – Ч. 1. – 588 с.

18. Пенкаля Т. Очерки кристаллохимии. – Москва: Химия, 1974. – 496 с.

19. Ковба Л.М. Рентгенофазовый анализ / Л.М. Ковба, В.К. Трунов. – Москва: МГУ, 1976. – 2-е изд. – 256 с.

20. Монина Л.Н. Рентгенография. Качественный рентгенофазовый анализ. – Тюмень: Тюменский гос. ун-т, 2016. - 120 с.

21. Кивилис С.С. Техника измерений плотности жидкостей и твердых тел. – Москва: Стандартгиз, 1959. – 191 с.

22. Техническое описание и инструкции по эксплуатации ИТ-С-400. – Актюбинск: Актюбинский завод «Эталон», 1986. – 48 с.

23. Теплофизические измерения и приборы / Е.С. Платунов и др. – Ленинград: Машиностроение, 1986. – 256 с.

24. Бодряков В.Ю. Корреляционные характеристики температурного коэффициента объемного расширения и теплоемкости корунда // Стекло и керамика. – 2015. – № 2. – С. 30.

25. Кумок В.Н. Проблема согласования методов оценки термодинамических характеристик // В сб.: Прямые и обратные задачи химической термодинамики. – Новосибирск: Наука, 1987. – С. 108.