Напівемпіричні передбачення твердості рідкісноземельних пірохлорів; діелектрики з високою проникністю та термобар'єрні матеріали покриття
DOI:
https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-1-29Ключові слова:
пірохлори, плазмонна енергія, твердість за ВіккеромАнотація
В роботі сформульована спрощена напівемпірична модель твердості за Віккером рідкоземельних пірохлорних сполук. Ми розглянули структурованих 97 пірохлорних сполук для розрахунків твердості за Віккером. Енергія плазмону (ħωp) залежить від основних параметрів матеріалу, таких як Ne-ефективне число вільних електронів на одиницю об'єму, які беруть участь у коливаннях плазми, е-електронний заряд і m-маса електрона. Запропонована модель передбачає, що експериментальні та теоретичні значення твердості за Віккером зростають із збільшенням плазмонної енергії пірохлору. Ми виявили, що розраховані значення краще узгоджуються з наявними експериментальними та теоретичними даними, що підтверджує достовірність моделі. Ця модель підтримує моделювання нових функціональних пірохлорних сполук і допомагає зрозуміти їхні механічні властивості: відмінна термічна стабільність, надпровідність, батареї, сегнетоелектрика, розкидання води, висока іонна провідність, хороша фотолюмінесценція, властиві кисневі вакансії, екзотичний магнетизм і важлива для сьогодення для інкапсуляції ядерних відходів та аерокосмічної промисловості.
Посилання
S. Singh, A. Bandyopadhyay, “Crystal growth of magnetic pyrochlore oxides and their structure-property correlations”, in: Pyrochlore Ceramics Properties, Processing, and Applications, edited by A. Chowdhury, 1st edition (Elsevier, 2022). pp. 25.
A. Raza, A. Afaq, M.S. Kiani, M. Ahmed, A. Bakar, and M. Asif, J. Mater. Res. Technol. 18, 5005 (2022). https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.04.111
J. Yang, M. Shahid, M. Zhao, J. Feng, C. Wan, and W. Pan, J. All. Comp. 663, 834 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.12.189
J. Feng, B. Xiao, Z.X. Qu, R. Zhou, and W. Pan, Appl. Phys. Lett. 99, 201909 (2011). https://doi.org/10.1063/1.3659482
C. Kaliyaperumal, A. Shankarakumar, J. Palanisamy, and T. Paramasivam, Mater. Lett. 228, 493 (2018). https://doi.org/10.1016/j.matlet.2018.06.087
G.M. Mustafa, S. Atiq, S.K. Abbas, S. Riaz, and S. Naseem, Ceram. Int. 44, 2170 (2018). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.10.172
Y. Zhao, N. Li, C. Xu. Y. Li, H. Zhu, P. Zhu, and W. Yang, Adv. Mater. 29, 1701513 (2017). https://doi.org/10.1002/adma.201701513
H. Zhang, K. Haule, and D. Vanderbilt, Phys. Rev. Lett. 118, 026404 (2017). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.118.026404
S. Chen, B. Pan, L. Zeng, S. Luo, X. Wang, and W. Su, RSC Adv. 7, 14186 (2017). https://doi.org/10.1039/C7RA00765E
J.S. Gardner, M.J.P. Gingras, and J. E. Greedan, Rev. Mod. Phys. 82, 53 (2010). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.82.53
Y. Jiang, J.R. Smith, and G.R. Odette, et al., Acta Materialia, 58, 1536 (2010). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2009.10.061
J. Wu, X. Wei, N.P. Padture, P.G. Klemens, M. Gell, E. García, P. Miranzo, and M.I. Osendi, Am. Ceram. Soc. 85, 3031 (2002). https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2002.tb00574.x
B. Liu, J. Wang, Y. Zhou, T. Liao, and F. Li, Acta Mater. 55, 2949 (2007). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2010.04.031
Q. Xu, W. Pan, J. Wang, C. Wan, L. Qi, H. Miao, K. Mori, and T. Torigoe, J. Am. Ceram. Soc. 89, 340 (2006). https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2005.00667.x
F.A. Zhao, H.Y. Xiao, X.M. Bai, Z.J. Liu, and X.T. Zu, J. Alloys Compounds 776, 306 (2019). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.10.240
A. Chartier, C. Meis, J.P. Crocombette, L.R. Corrales, and W.J. Weber, Phys. Rev. B, 67, 174102 (2003). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.67.174102
C.R. Stanek, R.W. Grimes, and L. Minervini, Am. Ceram. Soc. 85, 2792 (2002). https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.2002.tb00530.x
J. Lian, L.M. Wang, S.X. Wang, J. Chen, L.A. Boatner, and R.C. Ewing, Phys. Rev. Lett. 87, 145901 (2001). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.87.145901
M.A. Subramaniam, G. Aravamundan, and G.V.S. Rao, Oxide Pyrochlores – A Review Progress in Solid State Chem. 15, 55 (1983). https://doi.org/10.1016/0079-6786(83)90001-8
X.T. Zu, J. Lian, and R.C. Ewing, J. Phys: Cond. Matt. 19, 346203 (2007). https://doi.org/10.1088/0953-8984/19/34/346203
F. Gao, J. He, E. Wu, S. Liu, D. Yu, D. Li, S. Zhang, and Y. Tian, Phys. Rev. Lett. 91, 015502 (2003). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.015502
X. Guo, L. Li, Z. Liu, D. Yu, J. He, R. Liu, B. Xu, et al., J. Appl. Phys. 104, 023503 (2008). https://doi.org/10.1063/1.2956594
S.-H. Jhi, S.G. Louie, M.L. Cohen, and J. Ihm, Phys. Rev. Lett. 86, 3348 (2001). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.3348
J. Yang, M. Shahid, M. Zhao, J. Feng, C. Wan, and W. Pan, J. Alloys Comp. 663, 834 (2016). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.12.189
J. Feng, B. Xiao, C.L. Wan, Z.X. Qu, Z.C. Huang, J.C. Chen, R. Zhou, and W. Pan, Acta Mater. 59, 1742 (2011). https://doi.org/10.1016/j.actamat.2010.11.041
D.S. Yadav, and S.P. Singh, Phys. Scr. 82, 065705 (2010). https://doi.org/10.1088/0031-8949/82/06/065705
D.S. Yadav, and A.S. Verma, Int. J. Mod. Phys. B, 26, 1250020 (2012). https://doi.org/10.1142/S0217979212500208
D.S. Yadav, J. Alloys Comp. 537, 250 (2012). https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2012.05.016
D.S. Yadav, and D.V. Singh, Phys. Scr. 85, 015701 (2012). https://doi.org/10.1088/0031-8949/85/01/015701
D.S. Yadav, J. Mater. Chem. Phys. 3, 6 (2015).
A.S. Verma, and S.R. Bhardwaj, Phys. Stat. Sol. (b) 243, 2858 (2006). https://doi.org/10.1002/pssb.200642140
R.C. Gupta, A.S. Verma, and K. Singh, East Eur. J. Phys. 1, 80 (2021). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2021-1-10
R.C. Gupta, A.S. Verma, and K. Singh, East Eur. J. Phys. 1, 89 (2021). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2021-1-11
R.C. Gupta, A.S. Verma, and K. Singh, J. Taibah Univ. Sci. 16, 676 (2022). https://doi.org/10.1080/16583655.2022.2100687
V. Kumar, V. Jha, and A.K. Shrivastava, Cryst. Res. Technol. 45, 920 (2010). https://doi.org/10.1002/crat.201000268
V. Kumar, G.M. Prasad, and D. Chandra, Phys. Stat. Solidi B, 170, 77 (1992). https://doi.org/10.1002/pssb.2221700108
V. Kumar, J.K. Singh, and G.M. Prasad, Ind. J. Pure Appl. Phys. 53, 429 (2015). http://nopr.niscpr.res.in/handle/123456789/31728
A.S. Verma, and S.R. Bharadwaj, J. Phys. Cond. Mater. 19, 026213 (2007). https://doi.org/10.1088/0953-8984/19/2/026213
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
