Phase equilibria in the BaF2 – SmSF section of the BaF2-SmF3-Sm2S3-BaS quadrangle

Abstract

The X-ray and microstructural analyses of the samples of the BaF2 – SmSF section located in the irregular BaF.-SmFf-Smfi.-BaS quadrangle are carried out. When the SmSF content changes, the phase composition of samples in the section also changes. Six areas are identified in the section according to the phase composition of the samples. The phases of nonstoichiometric composition are formed in the BaF2 – SmSF section based on barium fluoride: Bat.xSmxF23x of2 5 mol. % SmSF is replaced by the phase of the Ba4±£m3±xFl7±x composition. The increase in the concentration of samarium ions results in the monotonic decrease in the cube cell parameters of the nonstoichiometric phases. It is discovered that a phase of unknown composition is formed in the samples of BaF2 – SmSF from 25 to 55 mol.% SmSF section of25-55 mol.% SmSF. It is supposed that there are cations and anions of two types in the compound and, on the basis of this compound, the solid solution area is formed. The further study of the BaF2_SmF3_Sm2S3_BaS quadrangle is required to determine the composition and structure of the compounds formed. The BaSm2S2F4 compound is not formed in this section. In the BaF2 – SmSF section, the BaS, TP BaI.3SmxF23 TP Ba4aSm3±xF17±x, Sm3S4 compounds are in equilibrium with the compounds of unknown composition located in different areas of the tetrahedron; therefore, the section is not a quasi-binary cut of the quadrangle. The approximate positions of the conoids in the BaF2-SmF1-Sm2S3BaS quadrangle and the area of the unknown composition phase are registered.

Проведены рентгенографические и микроструктурные исследования образцов сечения BaF2 – SmSF, расположенного в неправильном четырехугольнике BaF -SmF -Sm2S3~BaS. C изменением содержания SmSF в сечении происходит изменение фазового состава образцов. По фазовому составу образцов в сечении выделено шесть участков. В сечении BaF2 – SmSF на основе фторида бария образуются фазы нестехиометрического состава: Ba1xSmχF2÷χ, которую с 25 мол. % SmSF сменяет фаза состава Ba4txSm3txF17tx. C увеличением концентрации ионов самария происходит монотонное уменьшение параметров кубических элементарных ячеек нестехиометричных фаз. В образцах сечения BaF2 - SmSF от 25 до 55 мол. % SmSF обнаружено образование фазы неизвестного состава, предположительно, в соединении находятся катионы и анионы двух типов, и на основе этого соединения образуется область твердого раствора. Для установления состава и структуры образующегося соединения необходимы дополнительные исследования четырехугольника BaF - SmF - Sm2S3~BaS. В сечении не происходит образование соединения BaSm2S2F4. В сечении BaF2 – SmSF в равновесии находятся соединения BaSm2S4, BaS, TP Ba1 Sm F'2tχ, TP Ba4txSm3t F 17tχ, Sm3S4U соединение неизвестного состава, расположенные в различных областях тетраэдра, следовательно, сечение не является квазибинарным разрезом четырехугольника. Отмечены ориентировочные положения конод в четырехугольнике BaF2SmF -Sm2S-BaS и область существования фазы неизвестного состава.