Дослідження мікроструктури кватернарних високоентропійних карбонатів

Анотація

Сім різних сульфатів двовалентних перехідних металів (MgSO₄, CuSO₄, NiSO₄, CoSO₄, FeSO₄ · 7H₂O, ZnSO₄, and MnSO₄) і карбонат натрію (Na₂CO₃) використано як сировину для синтезу низки унарних (MgCO₃, CoCO₃, ZnCO₃, FeCO₃, and MnCO₃)  і кватернарних (MgNiZnX)CO₃ (X = Mn, Fe, Co, Cu) вуглецевих високоентропійних матеріалів у гідротермальних умовах. Проведено мікроструктурні дослідження отриманих четвертинних високоентропійних карбонатів з метою обговорення впливу та причин утворення високоентропійних фаз різними  перехідними металами, що закладає експериментальну основу для отримання високоентропійних матеріалів з різними комбінаціями перехідних металів. При цьому фазовий склад і морфологію зразківа вивчено методами рентгенівської дифракції (XRD) і скануючої електронної мікроскопії (SEM). Результати показують, що більшість четвертинних сполук являють собою чисту фазу, ізоморфну безводному карбонату. Однак присутність міді як компонента в продуктах перешкоджала утворенню чистофазних високоентропійних карбонатів через вплив ефекту Яна–Теллера. Різниця в іонному радіусі та енергії стабілізації кожного з компонентів є основними причинами зсуву дифракційних піків. До того ж, варіації складових елементів відіграють вирі­шальну роль у формуванні морфології частинок. Так, залізо сприяє утворенню гладеньких сферичних частинок. У свою чергу, мідь посилювала шорсткість поверхні сферичних частинок і сприяла утворенню агрегатів.