Формирование в условиях методов мягкой химии, строение и свойства фаз на основе LaPO4 и в системе LaPO4–YPO4

В последние десятилетия большое внимание исследователей уделяется керамическим материалам нового поколения, которые широко используются в энергетике, строительстве, оптике и других отраслях. Среди керамических материалов формируется новый класс технической керамики, которая в зависимости от состава и способа получения может удовлетворять конкретные потребности отрасли. На сегодняшний день мировое научное сообщество активно синтезирует, спекает и исследует функциональные материалы, содержащие редкоземельные элементы (РЗЭ). Ортофосфаты РЗЭ обладают рядом преимуществ, такие как: компактная кристаллическая структура, высокая температура плавления, невысокий коэффициент термического расширения (КТР) и высокая прочность. Данные минералоподобные наночастицы находят применение в качестве матриц люминофоров и ионных проводников, а также для иммобилизации ядерных отходов. Ортофосфаты РЗЭ можно широко классифицировать на 4 группы: монацит, ксенотим, рабдофан и черчит. В зависимости от природы катиона и техники синтеза, любой из минералов может быть получен синтетическим путем. На сегодняшний день активно исследуются, как низкотемпературные гидратированные соединения типа рабдофан и черчит, так и высокотемпературные более стабильные структуры – монацит и ксенотим. И хотя состав и кристаллография природных минералов изучается более 60-ти лет, некоторые структурные данные индивидуальных ортофосфатов, а тем более бинарных систем остаются не до конца изученными, но перспективными для создания новых функциональных материалов. Разработка физико-химических основ получения прекурсоров и технология получения новых неорганических материалов – важная задача для развития современного материаловедения и промышленности. Диапазон свойств синтетических минеральных материалов может быть расширен за счет контроля размера и формы частиц. Важным условием для синтеза нанокристаллических ортофосфатов РЗЭ является выбор метода синтеза, варьирование которого может привести к получению кристаллитов гидратированных структур размером около 6-8 нм. При получении безводных соединений, необходимо учитывать кинетические параметры, которые могут существенно сказаться на размере и форме наночастиц. Беря во внимание эти факторы, гидротермальный синтез остается одним из наиболее перспективных и удобных способов получения синтетических наночастиц REPO4 (RE = La-Lu, Y, Sc). Настоящая работа посвящена изучению структурных трансформаций ортофосфата лантана, а также квазибинарной системы ортофосфат лантана – ортофосфат иттрия во всем диапазоне концентраций. Были опробованы различные методы «мягкой химии», и определено их влияние на формирование нанокристаллических структур.