Фазові рівноваги в системах Y – {Al, Si, Ge} – Ga, кристалічна структура і властивості потрійних сполук - Автореферат

Київський національний університет імені Тараса ШевченкаАвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук Науковий керівник: кандидат фізико-математичних наук, доцент Захаренко Микола Іванович, докторант кафедри фізики металів Київського національного університету імені Тараса Шевченка Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук Майборода Володимир Петрович, завідувач відділу, старший науковий співробітник Інституту проблем матеріалознавства НАН України кандидат фізико-математичних наук Шипіль Олена Вадимівна, старший науковий співробітник Інституту магнетизму НАН України та Міністерства освіти і науки України Захист відбудеться “26” травня 2003 р. о 14:30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.001.23 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, м.Київ-022, просп. акад.Сучасний рівень розвитку науки і техніки вимагає створення принципово нових виробів і приладів, пристроїв, для розробки яких необхідні матеріали з наперед заданими властивостями. Аналіз отриманих при цьому результатів у поєднанні з наявними в літературі даними для систем з іншими РЗМ сприятиме прогнозуванню та компютерному моделюванню взаємодії компонентів у споріднених системах, що дозволить у майбутньому теоретично вибирати найбільш перспективні напрямки у створенні матеріалів з наперед заданими властивостями і суттєво скоротити витрати часу та матеріалів на їх експериментальний пошук. Роботу виконано в рамках наукових напрямків кафедри фізики металів Київського національного університету імені Тараса Шевченка за держбюджетними темами: № 599 “Вивчення взаємодії РЗМ з галієм і В-металами 3-5 груп Періодичної системи з метою пошуку нових матеріалів”, № 97013 “Закономірності формування атомної та електронної структури металічних сплавів” та № 01БФ051-10 ”Фізико-хімічні основи одержання перспективних матеріалів та дослідження їх властивостей”. Мета даної роботи - дослідити характер взаємодії компонентів в потрійних системах Y - {Al, Si, Ge} - Ga, кристалічну структуру та фізичні властивості синтезованих при цьому потрійних сполук. Предмет дослідження: ізотермічні перерізи (400, 600 або 800ОС) (фрагменти ізотермічних перерізів) діаграм стану систем Y - {Al, Si, Ge} - Ga; кристалічна структура інтерметалічних сполук, які утворюються у зазначених системах; магнітні та електричні властивості деяких з цих сполук.У першому розділі узагальнені та проаналізовані наявні в літературі відомості про діаграми стану та кристалічні структури сполук у подвійних базисних системах Y - {Ga, Al, Si, Ge}, які обмежують досліджувані потрійні системи, відомості про ізотермічні перерізи діаграм стану потрійних систем РЗМ - {Al, Si, Ge}-Ga (РЗМ = Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho, Dy, Er, Tm, Yb, Lu), а також дані про досліджені фізичні властивості інтерметалідів цих систем. Фазові рівноваги в потрійних системах та кристалічну структуру сполук, які були синтезовані в цих системах, досліджено методом рентгенівського фазового та частково мікроструктурного аналізів з використанням “Автоматизованої системи збирання, обробки та інтерпретації рентгенівських дифракційних спектрів” [1], створеної на кафедрі фізики металів фізичного факультету Київського національного університету ім.Тараса Шевченка на базі ДРОН-3 та IBM. Фрагмент ізотермічного перерізу при 4000С (до 33,3 ат.% Y) (рис.1а) характеризується наявністю чотирьох потрійних сполук (ще дві сполуки виявлено у литих сплавах) (табл. Для двох сполук (YGE3, Y3Ge4) отримані результати практично збігаються з даними Вентуріні, а склад (YGE1.82 [3]), періоди гратки і структурні моделі (структура типу ERGE1.82 [3]) останньої сполуки суттєво різні. Досліджено кристалічну структуру всіх сполук, що існують в системі Y - Ge - Ga при 8000С в області понад 33,3 ат.% Y.Показано, що за своєю будовою досліджені системи аналогічні дослідженим раніше системам РЗМ - {Al, Si, Ge} - Ga (РЗМ = Gd). Встановлено, що 5 з цих сполук (YAL3Ga1, YAL2.6Ga1.4, YAL1.8Ga2.2, YAL1.8Ga2.2 та YGE0.5Ga2.5) кристалізуються в нових, власних, структурних типах, а решта потрійних сполук - в відомих структурних типах: ALB2 (та його дефектних похідних), a-THSI2, a-GDSI2, Mg3Cd, La2ALGE6, Ce2GAGE6, SMNIGE3, тощо. Показано, що характерною рисою системи Y - Al - Ga є утворення серії потрійних сполук з близькоспорідненими кристалічними структурами, які відрізняються одна від одної перш за все кратністю періодів a та c підгратки деформованої структури типу BAAL4, а характерною рисою системи Y - Ge-Ga - утворення серій потрійних сполук з похідними від структурних типів SMNIGE3 та ALB2 структурами. Методом Фарадея досліджено температурні та концентраційні залежності магнітної сприйнятливості сплавів твердих розчинів зі структурою типу CRB на розрізах YGA - YME (Me = Al, Si, Ge), а також сполук серій YALXGA4-x, YGEXGA3-x з кристалічними структурами, похідними від структурних типів BAAL4 та SMNIGE3, відповідно.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ