Li2TiO3 - Li4SiO4 体系中混合相材料的溶液法合成
材料科学
2019-08-29 v1
摘要
作为用于 ITER 氦冷卵石床的候选氚增殖材料，位于准二元偏钛酸锂 - 原硅酸锂体系区域内的陶瓷多相化合物，相较于单相材料可能展现出力学和物理优势。在此，我们提出了一种基于有机金属溶液的合成工艺，用于低温制备 Li2TiO3 - Li4SiO4 区域内的化合物，并通过变温 X 射线衍射和扫描量热法研究了其相稳定性和相变。结果表明，偏钛酸盐和偏硅酸盐相 Li2TiO3 和 Li2SiO3 在低于 180{\deg}C 的温度下易于以纳米晶形式结晶。由于 Li4SiO4 中的 Li 升华和/或偏钛酸盐相中过量的 Li 掺入，导致了约 5% 的锂亏损，这引起了化学计量比的偏移，使得产物化合物在富 Si 区域含有混合的原硅酸锂/偏硅酸锂成分，而在富 Ti 区域则主要含有 Li2TiO3 成分。在高于 1150{\deg}C 时，发生了从单斜晶系到立方晶系{\gamma}-Li2TiO3 无序固溶体的转变，而硅酸盐相的熔化表明该系统可能属于偏晶型体系，其固相线位于 1050{\deg}-1100{\deg}C 区域。涉及氯化锂前驱体的合成工艺不太可能成为增殖卵石合成的可行方案，因为发现该途径会产生具有更显著锂亏损的材料，并在中间组分处析出 Li2TiSiO5 相。
引用
@article{arxiv.1410.7128,
title = {Solution based synthesis of mixed phase materials in the Li2TiO3 - Li4SiO4 system},
author = {Dorian A. H. Hanaor and Matthias H. H. Kolb and Yixiang Gan and Marc Kamlah and Regina Knitter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1410.7128},
year = {2019}
}