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9 juillet 2013

Synthesis and Structure Determination of CaSi1/3B2/3O8/3  : A New Calcium Borosilicate

Cet article rend compte de l’identification, de la synthèse, et de la détermination in-situ de la structure d’un nouveau borosilicate de calcium de composition CaSi1/3B2/3O8/3. La synthèse a été effectuée par cristallisation complète d’une composition vitreuse. La structure cristallographique a été déterminée ab initio en utilisant l’information de diffraction électronique et l’algorithme de charge flipping appliqué sur des données poudre de diffraction X par synchrotron et de neutrons collectées à haute température. CaSi1/3B2/3O8/3 cristallise à 650 °C dans le groupe d’espace Pna21 (n° 33), avec les paramètres suivants a = 12.1025 (4) Å, b = 5.2676 (1) Å, c = 3.7132 (1) Å, et V = 236.71 (1) Å3. Les expériences de RMN du 29Si et 11B ont confirmé l’existence des chaînes finies le long de l’axe de c, constituées par des tétraèdres SiO4 et des unités BO3. Les espèces silicium et bore partagent un emplacement cristallographique et la distribution de Si/B induit différents arrangements possibles des chaînes qui sont discutés sur la base de calculs de DFT. À la température ambiante, l’existence d’une superstructure, résultant d’une mise en ordre à l’échelle nanométrique, a été explorée par la microscopie électronique de transmission.

Emmanuel Véron, Mounesha N. Garaga, Denis Pelloquin, Sylvian Cadars, Matthew Suchomel, Emmanuelle Suard, Dominique Massiot, Valérie Montouillout, Guy Matzen and Mathieu Allix.

Inorg. Chem., 2013, 52 (8), pp 4250–4258