The effect of B2O3 on the solubility of (YSmLuCa)3(FeGe)5O12 garnet in PbO-B2O3 flux

The paper deals with the solubility of (YSmLuCa)3 (FeGe)5O12 garnet in PbO—B2O3 flux. An anionic model explaining the effect of B2O3 on the solubility of rare earth garnet is suggested. This model is based on the assumption that PbO in the melted mixture of PbO, B2O3, Fe2O3, R2O3, CaO, GeO2 dissociates into Pb2+ and O2−. The oxygen anions react with the other oxides under the formation of BO33−, FeO33−, RO69−, CaO22− and GeO32− anions, until the equilibrium is established. The garnet is dissociated into the anions mentioned above. The validity of the model is verified by an agreement of the experimentally determined saturation temperatures of the melts for LPE of garnet layers with the Arrhenius-type expression of the solubility product of garnet where xi denotes the equilibrium concentrations of the anions in the melt and x° is the Ge content of the garnet film. Die vorliegende Arbeit behandelt die Loslichkeit vom Granat (YSmLuCa)3(FeGe)5O12 im Schmelzmittel PbO—B2O3. Es wird ein Anionenmodell vorgeschlagen, das den Einflus von B2O3 auf die Loslichkeit von Granat erklart. Das Modell beruht auf der Annahme, das sich PbO in der Schmelze von PbO, B2O3, Fe2O3, R2O3, CaO, GeO2 in Pb2+ und O2− zersetzt. Der Sauerstoff reagiert mit den ubrigen Oxiden bis zur Eintellung des Gleichgewichtes unter Bildung der Anionen BO33−, FeO33−, RO69−, CaO22− und GeO32−. Granat zersetzt sich in die bereits angegebenen Anionen. Die Gultigkeit des Modells wurde durch die Ubereinstimmung der experimentell bestimmten Werte der Sattigungstemperaturen mit der Arrhenius-Formel fur das Loslichkeitsprodukt mit xi als Gleichgewichtskonzentration der Anionen in der Schmelzlosung und x° als Ge-Konzentration in der Granatschicht bestatigt.