Thermal Expansion of Ba3Lu(BO3)3 Borate

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In this study, Ba3Lu(BO3)3 borate obtained by solid-phase synthesis is explored by high-temperature X-ray powder diffraction in the temperature range from 25 to 900°C. At room temperature, the compound expands slightly anisotropically (αmax/αmin = 1.2), and with an increase in temperature, the degree of anisotropy increases significantly (αmax/αmin = 6.9 at 900°C). The maximum expansion is observed along the crystallographic axis c (αc = 10.45 × 10–6°C–1 at 25°C and 36.34 × 10–6°C–1 at 900°C), perpendicular to which the boron-oxygen triangles [BO3] are located, and the minimum is in the plane where the triangles are located

About the authors

Ya. P. Biryukov

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia

Email: y.p.biryukov@gmail.com
Россия, 199034, наб. Макарова, 2, Санкт-Петербург

R S. Bubnova

Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry, Russian Academy of Sciences, 199034, St. Petersburg, Russia

Author for correspondence.
Email: rimma_bubnova@mail.ru
Россия, 199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2

References

  1. Илюхин А.Б., Джуринский Б.Ф. Кристаллические структуры двойных оксоборатов Ln Ca4O(BO3)3 (Ln = Gd, Tb, Lu) и Eu2CaO(BO3)2 // Журн. неорганической химии. 1993. Т. 38. № 6. С. 917–921.
  2. Duan C., Li W., Yuan J., Zhao J. Synthesis, crystal structure and X-ray excited luminescent properties of LuBa3B9O18 // J. Alloys and Compounds. 2008. V. 458. P. 536–541.
  3. Hermus M., Phan P.C., Duke A.C., Brgoch J. Tunable optical properties and increased thermal quenching in the blue-emitting phosphor series: Ba2(Y1 – xLux)5B5O17:Ce3+ (x = 0–1) // Chemistry of Materials. 2017. V. 29. P. 5267–5275.
  4. Biryukov Y.P., Bubnova R.S., Krzhizhanovskaya M.G., Filatov S.K. Structure refinement and thermal properties of novel cubic borate Lu2Ba3B6O15 // Materials Chemistry and Physics. 2019. V. 229. P. 355–361.
  5. Filatov S.K., Biryukov Y.P., Bubnova R.S., Shablinskii A.P. The novel borate Lu5Ba6B9O27 with a new structure type: synthesis, disordered crystal structure and negative linear thermal expansion // Acta Crystallographica. 2019. B75. P. 697–703.
  6. Höppe H.A. Recent developments in the field of inorganic phosphors // Angewandte Chemie. Int. Ed. 2009. V. 48. P. 3572–3582.
  7. Pimputkar S., Speck J.S., DenBaars S.P., Nakamura S. Prospects for LED lighting // Nature Photonics. 2009. V. 3. P. 180–182.
  8. Mikami M., Kijima N., Bertrand B., Stankovski M., Gonze X. Theoretical Approach for White-LED Phosphors: from Crystal Structures to Optical Properties // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2011. V. 18. P. 102001.
  9. Duke A.C., Hariyani S., Brgoch J. Ba3Y2B6O15:Ce3+ – a high symmetry, narrowemitting blue phosphor for wide-gamut white lighting // Chemistry of Materials. 2018. V. 30. № 8. P. 2668–2675.
  10. Kolesnikov I.E., Bubnova R.S., Povolotskiy A.V., Biryukov Y.P., Povolotckaia A.V., Shorets O.Yu., Filatov S.K. Europium-activated phosphor Ba3Lu2B6O15: influence of isomorphic substitution on photoluminescence properties // Ceramics International. 2021. V. 47. № 6. P. 8030–8034.
  11. Bubnova R.S., Povolotskiy A.V., Biryukov Y.P., Kolesnikov I.E., Volkov S.N., Filatov S.K. Cation sites occupation and luminescence of novel red-emitting phosphors Ba6(Lu1 – xEux)5B9O27 (x = 0.02–0.2) // Ceramics International. 2022. V. 48. № 11. P. 15 966–15 974.
  12. Biryukov Y.P., Bubnova R.S., Filatov S.K., Ugolkov V.L. Thermal expansion anisotropy of LuBa3B9O18 borate composed of isolated rigid B3O6 groups // Materials Chemistry and Physics. 2018. V. 219. P. 233–241.
  13. Biryukov Y.P., Bubnova R.S., Filatov S.K. Synthesis, crystal structures and thermal expansion of novel lutetium-barium borates // Acta Crystallographica. 2019. A75. e267.
  14. Cox James R., Keszler Douglas A., Huang J. The Layered Borates Ba3M(BO3)3 (M = Dy, Ho, Y, Er, Tm, Yb, Lu, and Sc) // Chemistry of Materials. 1994. V. 6. № 11. P. 2008–2013.
  15. Sasaki A., Himeda A., Konaka H., Muroyama N. Ab initio crystal structure analysis based on powder diffraction data used PDXL // Rigaku J. 2010. V. 26. P. 10–14.
  16. Bubnova R.S., Firsova V.A., Volkov S.N., Filatov S.K. RietveldToTensor: Program for Processing Powder X-Ray Diffraction Data under Variable Conditions // Glass Physics and Chemistry. 2018. V. 44. P. 33–40.
  17. Momma K., Izumi F. VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data // J. Applied Crystallography. 2011. V. 44. P. 1272–1276.
  18. Bubnova R.S., Filatov S.K. High-Temperature borate crystal chemistry // Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Materials. 2013. V. 228. P. 395–428.
  19. Smirnova E.S., Alekseeva O.A., Dudka A.P., Khmelenin D.N., Frolov K.V., Lyubutina M.V., Gudim I.A., Lyubutin I.S. Crystal structure and structural phase transition in (Ho0.96Bi0.04)Fe3(BO3)4 in the temperature range 11–500 K // Acta Crystallographica. 2019. V. B75. P. 954–968.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (114KB)
3.

Download (352KB)
4.

Download (93KB)
5.

Download (567KB)
6.

Download (409KB)

Copyright (c) 2023 Я.П. Бирюков, Р.С. Бубнова

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».