ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ, 2020, том 90, № 8, с. 1297-1303

УДК 544.31:54-31:546.72:546.73

ПАРООБРАЗОВАНИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ

СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ GdFeO₃ И GdCoO₃

Санкт-Петербургский государственный университет, Университетская наб. 7-9, Санкт-Петербург, 199034 Россия

*e-mail: sergeylopatin2009@yandex.ru

Поступило в Редакцию 26 марта 2020 г.

После доработки 26 марта 2020 г.

Принято к печати 5 апреля 2020 г.

Изучено парообразование феррита и кобальтита гадолиния. Преобладающие компоненты пара - атомар-

ные железо и кобальт, что характерно для парообразования индивидуальных оксидов железа и кобальта.

Определены активности оксидов железа и кобальта в GdFeO₃ и GdCoO₃.

Ключевые слова: высокотемпературная масс-спектрометрия, парообразование, феррит гадолиния,

кобальтит гадолиния

DOI: 10.31857/S0044460X20080181

Перовскитоподобные соединения обладают

ферритов и кобальтитов. Золь-гель метод - один

многочисленными полезными функциональными

из наиболее перспективных, экономичных и эко-

свойствами и используются в новейших техноло-

логически чистых методов - позволяет получать

гиях [1]. Оксиды со структурой перовскита при-

ультрадисперсные порошки, волокна или тонкие

меняются в радиотехнике, электронике, для хране-

пленки из растворов при температурах более низ-

ния магнитооптических данных [2, 3], в качестве

ких, чем в случае традиционного твердофазного

твердотельных топливных элементов [4], газовых

синтеза. Для синтеза соединений сложного кати-

сенсоров [5-10], для защиты окружающей среды

онного состава золь-гель метод недостаточно изу-

от токсичного воздействия промышленных выбро-

чен, требуется существенная отработка отдельных

сов [11]. Ферриты и кобальтиты занимают особое

стадий и поиск оптимальных условий синтеза.

место среди множества магнитных материалов со

При синтезе ферритов и кобальтитов тем или

структурой перовскита. Благодаря своим магнит-

иным способом, а также при эксплуатации этих

ным свойствам GdFeO₃ может использоваться как

сложных оксидов зачастую приходится сталки-

контрастный агент в МРТ, а нанокомпозит может

ваться с необходимостью нагрева до достаточно

использоваться для транспортной доставки ле-

высоких температур. При этом возможна не толь-

карственных средств [12]. В последнее время по-

ко отгонка легколетучих компонентов реакцион-

явились перспективы практического применения

ной смеси, но термическая диссоциация самих

ферритов и кобальтитов в катализе и фотокатализе

ферритов и кобальтитов с переходом в пар легко-

[13-15].

летучих компонентов. Температуру, при которой

Синтез оксидов со структурой перовскита тра-

начинается термическая диссоциации ферритов и

диционно проводят по керамической технологии,

кобальтитов, можно установить целым рядом экс-

что требует больших экономических затрат (про-

периментальных методов. Высокотемпературная

должительное время синтеза и высокие темпе-

масс-спектрометрия - наиболее удобный метод

ратуры прокаливания) и не позволяет получать

контроля состава паровой фазы, который позво-

частицы в наноразмерном диапазоне, что важно

ляет определить температуру начала выделения

прежде всего для каталитической активности. Про-

газов, природу частиц, присутствующих в высоко-

должается поиск новых методов синтеза сложных

температурном паре, и их концентрацию, а также

1297

1298

ЛОПАТИН и др.

получить термохимические характеристики про-

определение парциального давления атомарного

цессов, протекающих при термической диссоциа-

железа методом полного изотермического испа-

ции ферритов и кобальтитов.

рения [18] позволили получить температурную

зависимость (1) парциального давления атомарно-

Феррит и кобальтит гадолиния образованы

го железа над твердым FeO. Величина энтальпии

оксидами, значительно различающимися по ле-

реакции (2), определенная по уравнению (3), для

тучести. При нагревании этих соединений может

середины температурного интервала измерений

протекать избирательное испарение более летучих

(1582 K), составила 646±4 кДж.

оксидов железа и кобальта.

Для того чтобы корректно установить характер

(1)

парообразования GdFeO₃ и GdCoO₃,сначала нами

(2)

было изучено парообразование индивидуальных

оксидов Fe₂O₃, Co₂O₃ и Gd₂O₃. При нагревании

(3)

Fe₂O₃до ~950 K наблюдали выделение кислорода.

В масс-спектре парарегистрировали пик иона О₂₊,

перекрывающийся механической заслонкой, отде-

Полученная величина, пересчитанная с ис-

ляющей область испарителя от ионного источника

пользованием термодинамических функций [19]

масс-спектрометра. При более высокой температу-

на температуру 0 K, равна 665±41 кДж и хорошо

ре 1550-1600 K в масс-спектре фиксировали пики

согласуется со справочными данными (667.6 кДж

ионов Fe⁺ с энергией появления 8.0 эВ. Начиная с

[19]).

температуры 1700 K в масс-спектрах пара над об-

Со₂О₃ при нагревании начинает терять кисло-

разцом появлялись пики ионов FeO⁺, WO₂₊ и WO₃₊.

род при температурах ниже 1100 K. При темпера-

Отношение величин ионных токов FeO⁺/Fe⁺ не

туре ~1500 K в масс-спектре пара над системой

превышало 0.05.

кобальт-кислород фиксировался пик иона Со⁺ с

Зависимости интенсивностей ионных токов

энергией появления 7.9 эВ. Энергия появления

от температуры и времени испарения позволяют

иона Со⁺ сравнима с энергией ионизации ато-

утверждать, что Fe₂O₃ в температурном интерва-

марного кобальта [16]. Присутствие в паре СоО

ле 1100-1300 K, теряя кислород, последователь-

зафиксировать при этой температуре не удалось.

но превращается сначала в Fe₃O₄, а затем в FeO_x.

Доля оксида кобальта в паре была ниже предела

FeO_x (x = 1±0.1), начиная с температуры ~1550 K,

чувствительности прибора. При изотермической

переходит в пар в виде атомарного железа и кис-

выдержке интенсивность ионного тока Со⁺ посте-

лорода. Энергия появления иона Fe⁺ в пределах

пенно снижалась. Инконгруэнтность сублимации

погрешности совпадает с энергией ионизации ато-

СоO_x, по-видимому, по аналогии с FeO_x связана с

марного железа [16]. Уменьшение интенсивности

изменением состава конденсированной фазы и ин-

Fe⁺, относительное увеличение величины ионно-

декса x. Согласно литературным данным [17], при

го тока FeO⁺ с течением времени при постоянной

1500 K и выше конденсированная фаза должна со-

температуре свидетельствуют об инконгруэнт-

ответствовать СоО_x.

ности процесса, связанной с изменением состава

Измерение температурной зависимости интен-

конденсированной фазы. Появление в масс-спек-

сивности ионного тока Co⁺ в температурном ин-

тре пара ионов WO₂₊ и WO₃₊- результат взаимодей-

тервале 1549-1872 K и определение парциального

ствия образца с материалом камеры. Наблюдения

давления Со методом полного изотермического

за высокотемпературным поведением изученного

испарения [18] позволило получить температур-

образца подтверждают литературные данные [17]

ную зависимость (4) парциального давления ато-

о характере парообразования Fe₂O₃. При постоян-

марного кобальта от температуры и определить

ной температуре ~1800 K интенсивности ионных

энтальпию реакции (5) - 628±44 кДж при средней

токов Fe⁺ и FeO⁺ постепенно уменьшались, что со-

температуре измерений 1710 K.

гласуется с результатами работы [17].

(4)

Измерение интенсивностей ионных токов Fe⁺

(5)

в температурном интервале 1514-1650 K, а также

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 8 2020

ПАРООБР

АЗОВАНИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ

1299

При пересчете этой величины на температуру

В масс-спектре пара над GdFeO₃ при 1200-

0 K при помощи термодинамических функций [19]

1300 K фиксировался пик иона О₂₊, свидетельству-

получена энтальпия 646±44 кДж, что удовлетво-

ющий о протекании термической диссоциации

рительно согласуется со справочными данными

феррата гадолиния с переходом в пар молекуляр-

(661.8 кДж [19]).

ного кислорода. При изотермической выдержке

интенсивность ионного тока О₂₊ постепенно умень-

Полученное нами значение энтальпии реакции

шалась до уровня фона. После этого температуру

(5) лучше согласуется со справочными данными

поднимали, и, начиная с 1500 K, в масс-спектре

[19], чем рекомендуемое в работе [17]. Не исключе-

пара появлялся пик иона Fe⁺. При 1700 K интен-

но, что завышенная величина (429.2 кДж) энталь-

сивность ионного тока Fe⁺ постепенно уменьша-

пии реакции (5), найденная в работе [17], обуслов-

лась. После снижения интенсивности ионного

лена использованием алунда в качестве материала

тока Fe⁺до уровня фона температуру поднимали, и

эффузионной камеры. Оксид алюминия может вза-

при 2550-2600 K в масс-спектре пара появлялись

имодействовать с оксидом кобальта с образовани-

пики ионов Gd⁺ и GdO⁺, свидетельствующие о пе-

ем либо твердых растворов, либо соединений, что

реходе в пар оксида гадолиния.

может приводить к снижению активности СоО и

Согласно фазовой диаграмме системы Gd₂O₃-

увеличению коэффициента А (пропорционально-

Fe₂O3 [23], в области концентраций от 50 до

му величине энтальпии реакции) в уравнении за-

0 мол% Fe₂O₃ в температурном интервале до

висимости давления пара от температуры.

1303 K существуют две фазы (GdFeO₃ и C-Gd₂O₃).

В ходе эксперимента установлена разница меж-

В интервале от 1303 до 1773 K присутствуют так-

ду характером парообразования FeO и СоО. При

же две фазы (GdFeO₃ и В-Gd₂O₃). Феррит гадоли-

испарении оксида железа пик Fe⁺ после полного

ния образован двумя оксидами (Gd₂O₃ и Fe₂O₃),

испарения образца не появляется в масс-спектре

значительно различающимися по летучести. Пото-

пара при более высокой температуре, тогда как

му при нагревании феррита гадолиния протекали

пик Со⁺ фиксируется в масс-спектре пара вплоть

процессы, характерные для более летучего оксида

до очень высоких температур (2500 K). Это сви-

железа. Сначала из образца выделялся кислород,

детельствует о том, что наряду с реакцией (5) про-

а затем наблюдалось избирательное испарение

текает диссоциация оксида до металлического ко-

FeO_x. Оксид гадолиния удалялся из эффузионной

бальта (6).

камеры при значительно более высоких темпера-

(6)

турах.

Фазовая диаграмма системы Fe₂O₃-Gd₂O₃ [23]

Кобальт растворяется в материале камеры

получена при атмосферном давлении, в воздухе

(вольфраме), образуя твердый раствор. По мере

парциальное давление кислорода велико и препят-

увеличения температуры кобальт, удаляясь из

ствует переходу Fe(III) в Fe(II) в температурном

вольфрама, постепенно переходит в пар. Мольная

интервале до 1800 K. В вакууме такой переход

доля кобальта в вольфраме невелика, поэтому ис-

вполне возможен при более низкой температуре.

парение кобальта протекает достаточно долго при

Удаление кислорода из образца при нагреве до

очень высоких температурах.

рабочей температуры подтверждает возможность

В масс-спектре пара над Gd₂O₃ в температур-

этого перехода. Система Fe₂O₃-Gd₂O₃, по нашему

ном интервале 2150-2350 K фиксировали пики

мнению, превращается в систему FeO_x-Gd₂O₃ (x ~ 1).

ионов Gd⁺ и GdO⁺ с энергиями появления 11.0 и

Для того чтобы получить уравнение зависимо-

5.9 эВ и соотношением интенсивности 15:100.

сти парциального давления атомарного железа от

Парообразование оксида гадолиния протекает

температуры над составом Gd₂O₃·FeO_x, измерили

согласно уравнению (7), а зависимость парциаль-

температурную зависимость ионного тока Fe⁺ в

ного давления GdO в температурном интервале

температурном интервале 1514-1729 K и опреде-

2170-2420 K описывается уравнением (8) [20-22].

лили парциальное давление (9) атомарного железа

(7)

методом полного изотермического испарения [18].

(8)

(9)

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 8 2020

1300

ЛОПАТИН и др.

Энтальпия парообразования системы Gd₂O₃·

времени при постоянной температуре интенсив-

FeO_x, где х = 1, определенная по уравнению (3),

ность ионного тока Со⁺ постепенно снижалась

равна 616±19 кДж при средней температуре изме-

до полного удаления оксида кобальта из образца.

рений 1622 K. Отсутствие необходимых термоди-

Переход в пар оксида гадолиния начинался с тем-

намических функций не позволило пересчитать

пературы ~2550-2600 K, в масс-спектре пара появ-

эту величину на 0 K.

лялись пики ионов Gd⁺ и GdO⁺. Характер парооб-

разования кобальтита гадолиния был аналогичен

Определение активности оксида железа и ко-

парообразованию феррита гадолиния.

эффициентов активности в системе FeO_x·Gd₂O₃

может свидетельствовать о характере взаимодей-

Согласно фазовой диаграмме системы Co₂O₃-

ствия оксидов железа и гадолиния в конденси-

Gd₂O₃ [23], в концентрационной области от 50

рованной фазе. Активность FeO_x в конденсиро-

до 100 мол% Gd₂O₃ при температуре выше 900 K

ванной фазе, соответствующей составу 50 мол.%

конденсированная фаза представлена смесью

FeO_x-50 мол% Gd₂O₃, определяли методом диффе-

GdCoO₃-Gd₂O₃. В интервале температур 1528-

ренциальной масс-спектрометрии [18] по уравне-

1650 K существует двухфазная область Gd₂O₃-

нию (10). В сравнительную ячейку сдвоенной од-

CoO. Кобальтит гадолиния образован оксидами

нотемпературной эффузионной камеры загружали

Gd₂O₃ и Со₂O₃, значительно различающимися по

индивидуальный Fe₂O₃.

летучести. При нагревании кобальтита гадолиния,

как и в случае феррита гадолиния, наблюдается

избирательный переход в пар оксида кобальта и

накопление оксида гадолиния в конденсированной

фазе.

(10)

Зависимость (12) парциального давления ато-

марного кобальта над системой Gd₂O₃·CoO_x от

Здесь a - активность, p - парциальное давление,

температуры в интервале 1574-1867 K определяли

I - интенсивность ионного тока. Индекс «0» отно-

по той же методике, что и для системы Gd₂O₃·FeO_x.

сится к индивидуальному оксиду железа.

(12)

Согласно основному уравнению масс-спектро-

метрии (11), парциальное давление можно заме-

Энтальпия диссоциации кобальтита гадолиния

нить на произведение интенсивности ионного тока

при средней температуре измерений 1720 K равна

на температуру (Т); k - коэффициент чувствитель-

553±53 кДж.

ности масс-спектрометра.

Определение активности СоО в конденсиро-

(11)

ванной фазе проводили по аналогии с системой

При x ~ 1 при 1606 K a_(FeO) = 0.18, а при 1650 K

Gd₂O₃·Fe₂O₃. В сравнительную ячейку загружали

a_(FeO)= 0.16. Эти величины характерны для твер-

Co₂O₃. Измерения начинали после уменьшения

дых растворов с отрицательным отклонением от

интенсивности O₂₊ до уровня фона. Величины ак-

идеального поведения в случае существования

тивности CoO, определенные по уравнению (13)

твердого раствора Gd₂O₃-FeO. Полученные значе-

при 1500 и 1550 K, равны 0.37 и 0.36 соответственно.

ния активностей отличаются от 1, что свидетель-

ствует об отсутствии FeOx в системе в виде отдель-

ной фазы.

В масс-спектре пара над GdCoO₃, начиная с

(13)

температуры ~1100 K, фиксировали пик иона O₂₊,

свидетельствующий о начале термической дис-

Величины активности FeO в системе

социации кобальтита гадолиния с переходом в

пар молекулярного кислорода. После снижения

Gd₂O₃·FeO_x можно дополнительно получить, вы-

интенсивности ионного тока О₂₊ до уровня фона

числяя парциальные давления атомарного железа

температуру поднимали, и, начиная с 1480 K, в

над образцом и стандартом по уравнениям (9) и

масс-спектре пара появлялся пик Со⁺. С течением

(1). При 1600 и 1650 K эти величины равны 0.15

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 8 2020

ПАРООБР

АЗОВАНИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ

1301

и 0.14 соответственно и хорошо согласуются с по-

лее устойчив, чем кобальтит. Это подтверждается

лученными по уравнению (10). Величины актив-

тем, что потери кислорода ферритом гадолиния

ности CoO в системе Gd₂O₃-CoO_x, полученные по

происходят при более высокой температуре, чем

уравнениям (12) и (4), равны 0.50 и 0.47. Отличие

кобальтитом гадолиния.

от величин, полученных по уравнению (13), свя-

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

зано с погрешностью измерения массы кобальта

при определении парциального давления методом

Кристаллические сложные оксиды GdFeO₃

полного изотермического испарения.

и GdCoO₃ получали золь-гель методом [14, 21].

В качестве исходных соединений использовали

После удаления оксидов железа и кобальта из

Gd(NO₃)₃·5H₂O, Co(NO₃)₂·3H₂O, Fe(NO₃)₃·9H₂O

феррита и кобальтита гадолиния температуру под-

(ОСЧ) и лимонную кислоту (C₆H₈O₇·H₂O)

нимали до тех пор, пока в масс-спектре пара не на-

(ХЧ). Гель-предшественник получали при рас-

чинали появляться пики ионов Gd⁺ и GdO⁺ с энер-

творении смеси 0.05 моль Fe(NO3)3·9H2O или

гиями появления 11.0 и 5.9 эВ. Энергия появления

Co(NO₃)₂·3H₂O,

0.05 моль Gd(NO₃)₃·5H₂O и

молекулярного иона GdO⁺равна энергии иониза-

0.1 моль лимонной кислоты в минимальном объеме

ции молекулы GdO [16]. Ион Gd⁺, в отличие от

деионизированной воды, рН раствора доводили до

GdO⁺, - продукт диссоциативной ионизации GdO.

величины 7-8, добавляя водный раствор аммиака.

Энергия появления этого иона значительно превы-

Полученный раствор выдерживали при 90°С при

шает энергию ионизации атомарного гадолиния

постоянном перемешивании до полного испаре-

[16]. При постоянной температуре интенсивности

ния воды. Полученный гель постепенно нагревали

ионных токов Gd⁺ и GdO⁺оставались постоянны-

до 450°С и выдерживали при этой температуре 2 ч.

ми вплоть до полного испарения образца.

Синтезированный порошок GdCoO₃ прокаливали

Характер парообразования при пиролизе фер-

1 ч на воздухе при 900°С для получения индиви-

рита и кобальтита гадолиния весьма схожи. И в

дуального однофазного вещества. Сложный оксид

том и в другом случае в начальной фазе нагрева

GdFeO₃ получили без дополнительного прокали-

образцов происходит потеря кислорода и умень-

вания. Порошки GdFeO₃ и GdCoO₃ характеризо-

шается степень окисления железа (кобальта) от +3

вали методами рентгеновской дифракции, скани-

до +2, а в паре преобладают атомарные железо и

рующей электронной микроскопии и измерением

кобальт, что характерно для пиролиза индивиду-

площади поверхности.

альных оксидов железа и кобальта соответствен-

но. Доля FeO в паре незначительна, а количество

Исследование структуры образцов проводили

CоO не определяли, поскольку интенсивность

на рентгеновском дифрактометре Rigaku MiniFlex

ионного тока CoO⁺ была ниже чувствительности

II с медным анодом (λCuK_α = 1.5418 Å) при ско-

масс-спектрометра. Уменьшение парциальных

рости сканирования 2 град/мин. Параметры ре-

давлений атомарных железа и кобальта при изо-

шетки образцов уточняли с помощью программы

термическом испарении связано как с изменением

TOPAS. С использованием базы неорганических

мольной доли оксидов этих элементов в конден-

кристаллических структур PDF2 было установ-

сированной фазе, так и с уменьшением индекса х.

лено образование однофазных образцов GdFeO₃

(01-072-9908) и GdCoO₃ (00-025-1057), кристалли-

Данные о существовании соединения

зующихся в орторомбической структуре (Pnma) с

Gd₂FeO4±x, либо твердых растворов на основе FeO_x

параметрами a = 5.61, b = 7.67, c = 5.35 Å (GdFeO₃)

и Gd₂O₃ отсутствуют. Определение активности

и a = 5.39, b = 7.57, c = 5.23 Å (GdCoO₃).

FeO в конденсированной фазе дает информацию,

связанную с высокотемпературным поведением

Морфологию и средний размер частиц уста-

системы Gd₂O₃-FeO_x. Судя по величинам активно-

навливали с помощью сканирующей электрон-

стей FeO и CoO в системах Gd₂O₃-FeO_x и Gd₂O₃-

ной микроскопии на микроскопе ZeissSupra 40VP,

CoO_x соответственно, а также по значениям эн-

работающем при 20 кВ. GdFeO₃ имеет пористую

тальпий парообразования этих сложных оксидных

структуру, образованную кристаллами размером

систем, можно с высокой степенью уверенности

35-50 нм, а GdCoO₃ - 150-200 нм. Площади по-

утверждать, что феррит гадолиния термически бо-

верхности измеряли по стандартной методике BET

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 8 2020

1302

ЛОПАТИН и др.

с адсорбцией азота на анализаторе Micromeritics

4. Zhao Z.Y., Wang X.M., Fan C., Tao W., Liu X.G.,

ASAP 2020 MP; удельная площадь поверхности

Ke W.P., Zhang F.B., Zhao X., Sun X.F. // Phys.

7.5 и 6.3 м²/г для GdFeO₃ и GdCoO₃ соответственно.

Rev. B. 2011. Vol. 83. N 1. P. 014414. doi 10.1103/

physrevb.83.014414

Исследование испарения и определение тер-

5. Singh N., Rhee J.Y., Auluck S.J. // Korean Phys. Soc.

модинамических свойств оксидных систем про-

2008. Vol. 53. N 2. P. 806. doi 10.3938/jkps.53.806

водили методом высокотемпературной масс-спек-

6. Hosoya Y., Itagaki Y., Aono H., Sadaoka Y. // Sensors

трометрии [18] на масс-спектрометре МС 1301

Actuators (B). 2005. Vol. 108. P. 198. doi 10.1016/j.

(Специальное конструкторское бюро РАН, Россия)

snb.2004.10.059

при ионизирующем напряжении 30 В. Исследуе-

7. Jacob K., Rajitha G., Dasgupta N. // Indian J. Eng.

мые образцы испаряли из сдвоенной эффузионной

Mater. Sci. 2012. Vol. 19. P. 47.

камеры Кнудсена, изготовленной из вольфрама.

8. Wang W., Li S., Wen Y., Gong M., Zhang L. // Acta Phys.

Энергии появления ионов измеряли методом исче-

Chim. 2008. Vol. 24. N 10. P. 1761. doi 10.1016/S1872-

1508(08)60072-8

зающего тока с погрешностью ±0.3 эВ с исполь-

9. Li L., Liu X., Zhang Y., Nuhfer N.T., Barmak K.,

зованием золота в качестве стандарта [16]. Для

Salvador P.A., Rohrer G.S. // Appl. Mater. Interfaces.

нагрева эффузионной камеры использовали элек-

2013. Vol. 5. P. 5064. doi 10.1021/am4008837

тронную бомбардировку. Температуру измеряли

10. Zhou Z., Guo L., Yang H., Liu Q., Ye F. // J. Alloys

оптическим пирометром ЭОП-66 с точностью

Compd. 2014. Vol. 583. P. 21. do: 10.1016/j.jall-

±10 K в интервале температур 1400-1700 K. Ап-

com.2013.08.129

паратуру калибровали путем измерения давления

11. Кониченко Т.С., Либерман Е.Ю., Нефедова Р.В., Ми-

паров фторида кальция и сравнения полученных

хайличенко А.И., Петров А.Ю. // Усп. хим. и хим.

значений со справочными данными [25]. Обору-

технол. 2015. Т. 29. № 3(162). С. 125.

дование и методики измерений подробно описаны

12. Li X., Duan Z.-Q. // Mater. Lett. 2012. Vol. 89. P. 262.

[20, 26, 27].

doi 10.1016/j.matlet.2012.08.140

13. Lenka R.K., Mahata T., Patro P.K., Tyagi A.K.,

ФОНДОВАЯ ПОДДЕРЖКА

Sinha P.K. // J. Alloys Compd. 2012. Vol. 537. P. 100.

Работа выполнена при финансовой поддержке

doi 10.1016/j.jallcom.2012.05.061

Российского фонда фундаментальных исследо-

14. Yafarova L.V., Chislova I.V., Zvereva I.A., Kryuchko-

va T.A., Kost V.V., Sheshko T.F. // J. Sol-Gel Sci. Technol.

ваний (проект № 18-33-01209) с использованием

2019. Vol. 92. N 2. P. 264. doi 10.1007/s10971-019-

оборудования Ресурсного центра «Рентгенодиф-

05013-3

ракционные методы исследования», Междисци-

15. Sheshko T.F., Kryuchkova T.A., Sharaeva A.A., Serov Y.M.,

плинарного ресурсного центра по направлению

Yafarova L.V., Zvereva I.A. // J. Phys. Conf. 2019.

«Нанотехнологии» и Центра инновационных тех-

Vol. 1310. N 1. P. 012007. doi 10.1088/1742-

нологий композиционных наноматериалов Науч-

6596/1310/1/012007

ного парка Санкт-Петербургского государственно-

16. Lias S.G., Bartmess J.E., Liebman J.F., Holmes J.L.,

го университета.

Levin R.D., Mallard W.G. // J. Phys. Chem. Ref. Data.

1988. Vol. 17. Suppl. 1. P. 1.

КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ

17. Казенас Е.К., Тагиров В.К. // Металлы. 1995. Т. 2.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта

С. 31.

интересов.

18. Sidorov L.N., Lopatin S.I. High-temperature Chemistry

Applications of Mass Spectrometry, Reference Module

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical

1. Moure C., Peña O. // Prog. Solid State Chem.

Engineering. Encyclopedia of Spectroscopy and

2015. Vol. 43. N 4. P. 123. doi 10.1016/j.

Spectrometry. Elsevier, 2017. P. 95.

progsolidstchem.2015.09.001

19. Thermodynamic properties of individual substances.

2. Mathur S., Shen H., Lecerf N., Kjekshus A., Fjellvag H.,

Electronic reference book. Vol. 5. http://www.chem.

Goya G.F. // Adv. Mater. 2002. Vol. 14 N 19. P. 1405.

msu.su/rus/tsiv/

doi 10.1002/1521-4095(20021002)14:19<1405::AID-

20. Sevastyanov V. G., Simonenko E.P., Simonenko N.P.,

ADMA1405>3.0.CO;2-B

Stolyarova V.L, Lopatin S.I., Kuznetsov N.T. // Eur.

3. Xu H., Hu X., Zhang L.Z. // Cryst. Growth. Des. 2008.

J. Inorg. Chem. 2013. Vol. 2013. N 26. P. 4636. doi

Vol. 8. N 7. P. 2061. doi 10.1021/cg800014b

10.1002/ejic.201300253

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 8 2020

ПАРООБР

АЗОВАНИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ

1303

21. Kablov E.N., Stolyarova V.L., Lopatin S.I., Vorozh-

ва И.А. // Физика и химия стекла. 2011. Т. 37. № 6.

tcov V.A., Karachevtsev F.N., Folomeikin Yu.I. // Rapid

С. 653; Chislova. I.V., Matveeva A.A., Volkova A.V.,

Commun. Mass Spectrom. 2017. Vol. 31. N 6. P. 538.

Zvereva I.A. // Glass Phys. Chem. 2011. Vol. 37. N 6.

doi 10.1002/rcm.7809

P. 653. doi 10.1134/S1087659611060071

22. Kablov E.N., Stolyarova V.L., Lopatin S.I., Vorozh-

25. Термодинамические свойства индивидуальных ве-

tcov V.A., Karachevtsev F.N., Folomeikin Y.I. // Rapid

ществ / Под ред. В.П.Глушко. M.: АН СССР, 1978-

Commun. Mass Spectrom. 2017. Vol. 31. N 13. P. 1137.

1982. T. 1-4.

doi 10.1002/rcm.7892

26. Stolyarova V.L., Lopatin S.I., Fabrichnaya O.B.,

23. Торопов Н.А., Барзаковский, Бондарь И.А., Уда-

Shugurov S.M. // Rapid Commun. Mass Spectrom.

лов Ю.П. Диаграммы состояния силикатных систем.

2014. Vol. 28. N 1. P. 109. doi 10.1002/rcm.6764

Справочник. Л.: Наука, 1969. Вып. 2. 372 с.

27. Lopatin S.I., Shugurov S.M. // J. Chem. Thermodyn.

24. Числова И.В., Матвеева А.А., Волкова А.В., Звере-

2014. Vol. 56. N 5. P. 85. doi 10.1016/j.jct.2014.01.014

Vaporization and Thermodynamic Properties of Complex

Oxides GdFeO₃ and GdCoO₃

S. I. Lopatin*, I. A. Zvereva, and I. V. Chislova

St. Petersburg State University, St. Petersburg, 199034 Russia

*e-mail: sergeylopatin2009@yandex.ru

Received March 26, 2020; revised March 26, 2020; accepted April 5, 2020

The processes of vaporization of gadolinium ferrite and gadolinium cobaltite were studied. It was shown that

the predominant components of vapor are atomic iron and cobalt, which are characteristic for the vaporization

of individual iron and cobalt oxides, respectively. The activity of iron and cobalt oxides in GdFeO₃ and GdCoO₃

was determined.

Keywords: high-temperature mass spectrometry, vaporization, gadolinium ferrite, gadolinium cobaltite

ЖУРНАЛ ОБЩЕЙ ХИМИИ том 90 № 8 2020