Validity of the Anionic Model of rare Earth Iron Garnet Solubility in PbO-B2O3 Flux

Abstract

The validity of the anionic model of rare earth iron garnet solubility in PbO-B2O3 flux is investigated. It is found that the melts Y2O3-Fe2O3-PbO-B2O3 with identical solubility product of Y3Fe5O12 but with different molar Fe2O3/Y2O3 ratios have the same saturation temperatures under constant PbO/B2O3 ratio. This result supports the assumptions of the model: (1) PbO is dissociated into Pb2+ and O2- in the melt, (2) oxygen anions react with Fe2O3 and Y2O3 forming FeO33- and YO69- anions, and (3) the solid garnet is also dissolved to these anions. On the other hand a satisfactory explanation of the behaviour of B2O3 in this system is not achieved. Die Gültigkeit des Anionenmodells für die Löslichkeit der Seltenerd-Eisengranat im PbO-B2O3 wird untersucht. Es wird gefunden, daß die Y2O3-Fe2O3-PbO-B2O3-Schmelzen mit identischem Löslichkeitsprodukt für Y3Fe5O12 jedoch mit unterschiedlichem Fe2O3/Y2O3-Molverhältnis dieselben Sättigungstemperaturen unter konstantem PbO/B2O3-Verhältnis besitzen. Dies Ergebnis bestätigt die Annahmen des Modells: (1) PbO dissoziiert in der Schmelze in Pb2+ und O2-, (2) Sauerstoffanionen reagieren mit Fe2O3 und Y2O3 und bilden FeO33- und YO69- Anionen und (3) der feste Granat löst sich ebenfalls unter Bildung dieser Anionen. Andererseits eine befriedigende Erklärung des Verhaltens von B2O3 in diesem System nicht erreicht.