Abstract
$ThO_2-Tm_2O_3$ (TDT) solid solutions containing 1,3,5,8,10, and 15 mol% $Tm_2O_3$ were synthesized from spectroscopically pure $ThO_2$ and $Tm_2O_3$ polycrystalline powders. The TDT solid solutions were indentified to the fluorite structure by the X-ray powder technique. The values of the lattice parameter were decreased with increasing amount of $Tm_2O_3$ incorporated. But, there was no linearity for the samples containing 8, 10, and 15 mol% $Tm_2O_3$. It was concluded that these samples became incomplete solid solutions. From the intensity analyses of X-ray diffraction patterns, the residual factor was found below 0.13 even for the 15 mol% TDT system. lt was confirmed from the DTA and TGA analyses that any phase transitions did not occur under the experimental condition executed. Comparing the pycnometric density with the lattice parameter obtained from XRD, it was suggested that the predominant defect model be an oxygen vacancy.
고순도의 $ThO_2$와 $Tm_2O_3$로부터 대기압, 1,700$^{\circ}$C 이상에서 직접 고체상반응을 통하여 1,3,5,8,10 및 15 mol% $Tm_2O_3$를 함유하는 $ThO_2-Tm_2O_3$ (TDT)계들을 제조하였다. X-선 회절분석결과 TDT계들은 형석구조를 이루고 있음을 확인하였다. 또한, 도입된 $Tm_2O_3$의 양에 따라 격자상수의 값이 감소됨을 보였다. 그러나, 7mol% 이상의 $Tm_2O_3$를 함유하는 TDT계에서는 어떠한 직선관계도 나타나지 않았으므로 이러한 계들은 불완전 고용체를 형성하고 있다고 결론내렸다. X-선 강도 분석 결과로 부터 구한 잔류인자(R)는 모든 시료에 대하여 0.13이하의 값을 나타내었다. DTA 및 TGA 분석결과 실험온도범위 내에서는 어떠한 상전이도 나타나지 않는 것이 확인 되었다. X-선 회절 데이타로 부터 구한 격자상수와 비중병 밀도 측정결과와의 비교로부터 본시료들의 주 결함은 산소 공위임을 확인하였다.