Thermophysical Properties of NbAlO4 and TaAlO4

Abstract Thermophysical properties of the ternary oxides NbAlO 4 and TaAlO 4 are experimentally determined. For NbAlO 4 , the molar heat capacity is 98.9 J (mol $$\cdot$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mo>·</mml:mo> </mml:math> K) −1 at 0 $$^{\circ }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C up to 155.6 J (mol $$\cdot$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mo>·</mml:mo> </mml:math> K) −1 at 950 $$^{\circ }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C and for TaAlO 4 97.1 J (mol $$\cdot$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mo>·</mml:mo> </mml:math> K) −1 at 0 $$^{\circ }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C up to 154.2 J (mol $$\cdot$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mo>·</mml:mo> </mml:math> K) −1 at 950 $$^{\circ }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C, respectively. Maier-Kelley polynomials are provided for the molar heat capacities. Thermal diffusivities in the range from 20 $$^{\circ }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C to 700 $$^{\circ }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C ( $$\alpha _{NbAlO_{4}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>N</mml:mi> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mi>A</mml:mi> <mml:mi>l</mml:mi> <mml:msub> <mml:mi>O</mml:mi> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> : from 0.009 to 0.004 cm 2 ·s −1 and $$\alpha _{TaAlO_{4}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>α</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mi>a</mml:mi> <mml:mi>A</mml:mi> <mml:mi>l</mml:mi> <mml:msub> <mml:mi>O</mml:mi> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> : from 0.017 to 0.005 cm 2 ·s −1 ), bulk densities at 25 $$^{\circ }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C ( $$\rho _{NbAlO_{4}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>ρ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>N</mml:mi> <mml:mi>b</mml:mi> <mml:mi>A</mml:mi> <mml:mi>l</mml:mi> <mml:msub> <mml:mi>O</mml:mi> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> = 3.94 g $$\cdot$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mo>·</mml:mo> </mml:math> cm −3 and $$\rho _{TaAlO_{4}}$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:msub> <mml:mi>ρ</mml:mi> <mml:mrow> <mml:mi>T</mml:mi> <mml:mi>a</mml:mi> <mml:mi>A</mml:mi> <mml:mi>l</mml:mi> <mml:msub> <mml:mi>O</mml:mi> <mml:mn>4</mml:mn> </mml:msub> </mml:mrow> </mml:msub> </mml:math> = 6.07 g·cm −3 ) and melting points of the oxides are measured, and the thermal conductivities are calculated from these properties. The thermal conductivity from 20 $$^{\circ }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C to 700 $$^{\circ }$$ <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mml:mmultiscripts> <mml:mrow/> <mml:mrow/> <mml:mo>∘</mml:mo> </mml:mmultiscripts> </mml:math> C of NbAlO 4 <jats:inline