Структура и термодинамические свойства твердых растворов циркон-коффинит по данным полуэмпирического атомистического моделированиястатья
Статья опубликована в журнале из списка RSCI Web of Science
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 24 января 2020 г.
Аннотация:Выполнено полуэмпирическое атомистическое моделирование структуры и термодинамических свойств циркона, коффинита и твердых растворов циркон-коффинит (Zr1-х,Uх)SiO4, x = 0.02, 0.05, 0.08, 0.11, 0.14, 0.28, 0.50, 0.72 и 0.86, в предположении композиционной неупорядоченности смешанных кристаллов. Установлены заметные отклонения твердых растворов от правил Вегарда и Ретгерса. Обнаружено анизотропное (преимущественно в направлениях a,b) расширение структуры смешанного кристалла (Zr1-х,Uх)SiO4 с ростом параметра x, которое обусловлено анизотропией степени структурной релаксации межатомных расстояний катион-кислород в полиэдрах (Zr,U)O8. С ростом параметра x средние размеры катион-кислородных полиэдров и кремнекислородных тетраэдров увеличиваются и возрастает разброс параметров ближнего порядка; максимальные значения разброса структурных параметров наблюдаются в области x=0,5-0,6. На основе рассчитанных функций распределения межатомных расстояний по длине проанализированы искажения локальной структуры додекаэдров ZrO8 и UO8 и кремнекислородных тетраэдров в твердом растворе. Полученные результаты иллюстрируют возможность количественной оценки степени структурной (геометрической) неупорядоченности композиционно неупорядоченого твердого раствора в зависимости от его состава. Расчеты термодинамических характеристик твердых растворов предсказывают границы области растворимости 2 мол.% USiO4 в цирконе и 5 мол.% ZrSiO4 в коффините при температуре ~1750 C.