Journal of thermal analysis

, Volume 22, Issue 1, pp 13–16 | Cite as

Thermal effects on cation distribution of CuCr2O4

  • K. S. De
  • J. Ghose
  • K. S. R. C. Murthy
Article

Abstract

Thermal studies on CuCr2O4 spinel indicated the phase present above 870 K to be cubic CuCr2O4. However, when the substance was quenched from 1023 K, 1173 K, 1273 K and 1473 K, only the tetragonal phase of CuCr2O4 was obtained. This is because the first-order, diffusionless, tetragonal to cubic phase transition at 865 K occurs reversibly at a very fast rate. Thec/a ratio for CuCr2O4 present in the various quenched samples did not change when the quenching temperature was raised. A strong preference of the Cr3+ ion for the B site prevents it from interchanging sites with Cu2+ ions, thus keeping the lattice parametersc anda unchanged.

Keywords

Polymer Phase Transition Inorganic Chemistry Thermal Effect Fast Rate 

Résumé

L'étude des propriétés terhmiques du spinelle CuCr2O4 indique que la phase présente au-dessus de 870 K consiste en CuCr2O4 cubique. Cependant, en refroidissant très rapidement à partir de 1023, 1173, 1273 et 1473 K on n'a obtenu que la phase tétragonale de CuCr2O4. Ce résultat est dû au fait que la transition sans diffusion du premier ordre de la phase tétragonale en la phase cubique s'effectue réversiblement, à une vitesse très élevée, à 865 K. Le rapportc/a de CuCr2O4 présent dans les divers prélèvements refroidis rapidement, n'a pas été modifié en augmentant la température de départ du refroidissement rapide. Une forte préférence de l'ion Cr3+ pour les sites B empêche celui-ci d'échanger ses sites avec les ions Cu2+, maintenant ainsi les paramètres du réseau “c” et “a” inchangés.

Zusammenfassung

Thermische Untersuchungen am CuCr2O4 Spinell zeigten, daß die Phase oberhalb von 870 K aus kubischem CuCr2O4 besteht. Wenn jedoch von 1023 K, 1173 K, 1273 KL und 1473 K schnell abgekühlt wurde, entsteht nur die tetragonale Phase von CuCr2O4. Der Grund hierfür ist, daß der diffusionsfreie Übergang erster Ordnung von der tetragonalen zur kubischen Phase bei 865 K reversibel mit sehr großer Geschwindigkeit vor sich geht. Das Verhältnisc/a von CuCr2O4 in den verschiedenen schnell abgekühlten Phasen verändert sich durch das Erhöhen der Ausgangstemperatur der Abkühlung nicht. Ein starker Vorrang des Cr3+-Ions für die B Plätze verhindert den Austausch von Plätzen mit Cu2+-Ionen, wodurch die Gitterparameter “c” und “a” unverändert bleiben.

Резюме

Термическое исследо вание шпинели CuCr2O4 показало, что выше 870 К д ля нее характерна кубическ ая структура. Однако, п ри охлаждении от темпер атур 1023 К, 1173 К, 1273 К и 1473 К получается толь ко тетрагональная фа за этой шпинели. Это является следствием того, что происходящи й при 865 К бездиффузион ный переход первого поря дка тетрагональной фазы до кубической обрати и с очень большой скоростью. От ношение параметров решетки с /а в различных охлажде нных образцах шпинели не и зменяется при повышении термперат уры охлаждения. Значи тельное предпочтение иона Cr3+ к стороне Б подрешетки, предохра няет их от взаимного о бмена с ионами Cu2+, сохраняя тал им образом неизменными парамет ры решетки «c» и «a».

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    E. F. Bertaut andC. Delorme, Compt. Rend. Acad. Sci., Paris, 239 (1954) 504.Google Scholar
  2. 2.
    E. Prince, Acta Cryst., 10 (1957) 554.CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    E. F. Bertaut, J. Phys. Rad., 12 (1951) 252.Google Scholar
  4. 4.
    H. Ohnishi andT. Teranishi, J. Phys. Soc. Japan, 16 (1961) 35.CrossRefGoogle Scholar
  5. 5.
    J. D. Dunitz andL. E. Orgel, J. Phys. Chem. Solids, 3 (1957) 20.CrossRefGoogle Scholar
  6. 6.
    P. J. Wojtowicz, Phys. Rev., 116 (1959) 32.CrossRefGoogle Scholar
  7. 7.
    A. Navrotsky andO. J. Kleppa, J. Inorg. Nucl. Chem., 29 (1967) 2709.CrossRefGoogle Scholar
  8. 8.
    J. Ghose, N. N. Greenwood, G. C. Hallam andD. A. Read, J. Solid State Chem., 11 (1974) 239.Google Scholar
  9. 9.
    A. C. Momin, Ind. J. Pure Appl. Phys., 12 (1974). 162.Google Scholar
  10. 10.
    G. G. Robbrecht andC. M. Iserentant, Bull.SBP, 4 (1955) 347.Google Scholar
  11. 11.
    J. D. Stroupe, J. Am. Chem. Soc., 71 (1949) 569.CrossRefGoogle Scholar
  12. 12.
    A. Navrotsky andO. J. Kleppa, J. Inorg. Nucl. Chem., 30 (1968) 479.CrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Wiley Heyden Ltd., Chichester and Akadémiai Kiadó, Budapest 1981

Authors and Affiliations

  • K. S. De
    • 1
  • J. Ghose
    • 1
  • K. S. R. C. Murthy
    • 1
  1. 1.Department of ChemistryIndian Institute of TechnologyKharagpurIndia

Personalised recommendations