Взаємодія ербію із перехідними металами, літієм та р-елементами IV груп - Автореферат

Вивчення рідкісноземельних металів (РЗМ), їхніх сплавів і сполук має велике практичне і теоретичне значення, оскільки ці матеріали завдяки цінним властивостям, знаходять все ширше застосування в сучасній техніці. Основою для одержання матеріалів з заданим комплексом фізико-хімічних властивостей є вивчення діаграм фазових рівноваг багатокомпонентних систем і дослідження кристалічної структури сполук, які утворюються в цих системах. Дисертант проводив експериментальні дослідження, повязані з синтезом зразків, пошуком нових інтерметалідів, побудовою ізотермічних перерізів діаграм стану, визначенням кристалічної структури сполук та вимірюванням деяких фізичних властивостей одержаних сполук. Методом монокристалу досліджено кристалічну структуру 22 сполук з яких 6 бінарних, 10 тернарних і 6 тетрарних. Дослідження багатокомпонентних металічних систем, які раніше не вивчалися, синтез нових сполук і визначення їхньої кристалічної структури є передумовою створення перспективних матеріалів, зокрема для електронної техніки (сплави на основі Si та Ge) і має практичне значення для неорганічної хімії та матеріалознавства.Вперше побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану потрійних систем Er-Ni-Si та Er-Co-Si при 870 K, завершено побудову ізотермічного перерізу в повному концентраційному інтервалі для системи Er-LIGE та частково для Er-Li-Si при 470 K. При дослідженні системи Er-Ni-Si підтверджено існування 10 сполук, відомих у літературі, та знайдено одну нову ERNI6,72Si6,28. Для трьох нових сполук встановлено кристалічну структуру. В потрійних системах з літієм знайдено дві нові тернарні сполуки, для однієї з них (ERLISI) методом порошку уточнено кристалічну структуру. Встановлено, що найпоширенішими складами сполук у системах Er-Ni-Si та Er-Co-Si є RMSI2, RMSI, R2M3Si5, RM2Si2, які кристалізуються у структурних типах CENISI2, TINISI, U2Co3Si5, BAAL4, відповідно, а у системах з Літієм - RLIX (структурні типи ZRNIAL, б-THSI2 і BALISI).

1. Вперше побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану потрійних систем Er-Ni-Si та Er-Co-Si при 870 K, завершено побудову ізотермічного перерізу в повному концентраційному інтервалі для системи Er-LIGE та частково для Er-Li-Si при 470 K. Вперше досліджено окремі перетини у почвірних системах Er-Li-{Co,Ni}-{Si,Ge}.

2. При дослідженні системи Er-Ni-Si підтверджено існування 10 сполук, відомих у літературі, та знайдено одну нову ERNI6,72Si6,28. Для сполуки ERNISI2 вперше уточнена кристалічна структура методом монокристалу. Для системи Er-Co-Si підтверджено існування восьми відомих сполук і знайдено пять нових тернарних фаз: ERCO9Si4 (СТ CENI8,5Si4,5, ПГ I4/mcm, a = 0,7779(4), c = 1,1481(5) нм), Er1-x(Co1-YSIY)5 2x (СТ TBCU7, ПГ P6/mmm, a = 0,4859(2), c = 0,3987(2) нм), ERCOSI3 (СТ SMNIGE3, ПГ Cmmm, a = 0,3814(1), b = 2,058(4), c = 0,4023(8) нм), ~Er44,4Co11,2Si44,4, ~Er50Co10Si40. Для трьох нових сполук встановлено кристалічну структуру. В потрійних системах з літієм знайдено дві нові тернарні сполуки, для однієї з них (ERLISI) методом порошку уточнено кристалічну структуру.

3. Вперше знайдено та уточнено кристалічну структуру тетрарних сполук Er11Ni1,6Li0,4Ge8, ERLI1-XNIXGE2, Er3Co1-XLIXGE3 та ERNI0,9Li0,1Ge. Встановлено структури нових типів ERNIXLI1-XGE (0,1?x?0,3) на основі монокристальних даних (ПГ Ima2, a = 0,41963(17), b = 0,7268(3), c = 0,6870(3) нм) та Er11Ni1,6Li0,4Ge8 (ПГ I4/mmm, a = 1,07360(16), c = 1,6122(2) нм), який є надструктурою до СТ Ho<11Ge10.>4. Проведено вимірювання деяких фізичних властивостей для твердого розчину Er2Co17-XSIX, ізоструктурних сполук RM5Si3 (R = Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, Lu) (M = Co, Ni), сполук Er2COSI2 та Er1-x(Ni0,818Si0,182)5 2x (x = 0,08). Встановлено, що значення ефективних магнітних моментів досліджених сполук є близькими до значень магнітних моментів відповідних іонів R3 . Для сполук RM5Si3 при низьких температурах спостерігається антиферомагнітне впорядкування. Температурні залежності та значення питомого електроопору вказують на металічний тип провідності.

5. Проведено порівняння досліджених систем з літературними відомостями. Встановлено, що найпоширенішими складами сполук у системах Er-Ni-Si та Er-Co-Si є RMSI2, RMSI, R2M3Si5, RM2Si2, які кристалізуються у структурних типах CENISI2, TINISI, U2Co3Si5, BAAL4, відповідно, а у системах з Літієм - RLIX (структурні типи ZRNIAL, б-THSI2 і BALISI).

6. У результаті кристалохімічного аналізу встановлено, що структури більшості тернарних інтерметалідів містять фрагменти бінарних силіцидів і германідів, а структури тетрарних фаз є споріднені, як до структур бінарних, так і тернарних сполук, що утворюються в досліджуваних, або споріднених системах. інтерметалід ербій рідкісноземельний

РОБОТИ ОПУБЛІКОВАНІ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Demchenko P. Erbium dicobalt disilicide, ERCO2Si2 / P. Demchenko, J. Kocczyk, O. Bodak, B. Marciniak, R. Matvijishyn // Acta Crystallogr. - 2005. - Vol. E61. - P. i218-i220.

Особистий внесок здобувача: синтез сполуки, визначення її кристалічної структури (за винятком одержання масиву кристалічних даних) - самостійно, обговорення результатів - спільно з усіма авторами.

2. Kocczyk J. Erbium nickel disilicide, ERNISI2 / J. Kocczyk, P. Demchenko, R. Matvijishyn, V. Pavlyuk, B. Marciniak // Acta Crystallogr. - 2006. - Vol. E62. - P. i4-i6.

Особистий внесок здобувача: синтез сполуки - самостійно, визначення її кристалічної структури, обговорення результатів - спільно з усіма авторами.

3. Demchenko P. Single crystal investigation of the new phase Er0.85Co4.31Si and COSI / P. Demchenko, J. Kocczyk, O. Bodak, R. Matvijishyn, L. Muratova, B. Marciniak // Chem. Met. Alloys. - 2008. - Vol. 1. - P 50-53.

Особистий внесок здобувача: синтез сполук - самостійно, визначення їх кристалічної структури, обговорення результатів - спільно з усіма авторами.

4. Kocczyk J. Single crystal structure investigation of some phases in Er-Co-Si system / J. Kocczyk, P. Demchenko, R. Matvijishyn, O. Bodak, B. Marciniak // Visnyk Lviv Univ., Ser. Chem. - 2006. - Vol. 47. - P. 41-46.

Особистий внесок здобувача: синтез сполук - самостійно, визначення їх кристалічної структури, обговорення результатів - спільно з усіма авторами.

5. Matvijishyn R. Crystal structure and some magnetic properties of Er1-x(Ni0,818Si0,182)5 2x (x = 0.08) phase with TBCU7 structure / R. Matvijishyn, P. Demchenko, Yu. Gorelenko, V. Pavlyuk, E. Rуїycka-Sokoiowska, B. Marciniak // Visnyk Lviv Univ., Ser. Chem. - 2008. - Vol. 49. - P. 43-49.

Особистий внесок здобувача: синтез сполуки - самостійно, визначення її кристалічної структури, поміри фізичних властивостей та обговорення результатів - спільно з усіма авторами.

6. Матвіїшин Р. Ізотермічний переріз діаграми стану системи Er-Co-Si при 873 K / Р. Матвіїшин П. Демченко, В. Павлюк // Вісник Львів. ун-ту, серія хім. - 2009. - Вип. 50. - C. 59-65.

Особистий внесок здобувача: синтез сплавів, отримання дифракційних масивів - самостійно, встановлення фазових рівноваг та обговорення результатів - спільно з усіма авторами.

7. Kocczyk J. The crystal structure of ERCO2Si2 compound / J. Kocczyk, O. Bodak, P. Demchenko, R. Matvijishyn // Zloty Potok (Poland). - May-June 29-1, 2005. - P. 65.

8. Kocczyk J. Single crystal structure investigation of ERCOSI compound / J. Kocczyk, P. Demchenko, O. Bodak, R. Matvijishyn, B. Marciniak // 47 Konwers. krystalogr. - Wrociaw (Poland). - June-July 30-1, 2005. - P. 138-139.

9. Demchenko P. Single crystal investigation of new phase Er0,85Co4,31Si and COSI / P. Demchenko, J. Kocczyk, O. Bodak, R. Matvijishyn, L. Muratova, B. Marciniak // Coll. Abs. IX Int. Conf. Cryst. Chem. Intermet. Compd. - Lviv (Ukraine). - September 20-24, 2005. - P. 78.

10. Kocczyk J. Crystal structure and some magnetic properties of Er1-x(Ni0,818Si0,182)5 2x (x = 0.08) phase with TBCU7 structure / J. Kocczyk, P. Demchenko, Yu. Gorelenko, R. Matvijishyn, R. Gladyshevskii, V. Pavlyuk, B. Marciniak // Book Abs. 15th Int. Conf. Solid Compd. Trans. Elements. - Krakyw (Poland). -July 15-20, 2006. - P. 23.

11. Матвіїшин Р. Монокристальне дослідження сполуки Er11Ni1,6Li0,4Ge8 / Р. Матвіїшин, В. Павлюк // Зб. тез Міжн. конф. студ. мол. вчених ЕВРИКА-2007. - Львів - 22-24 травня, 2007. - С. В40.

12. Матвіїшин Р. Ізотермічний переріз діаграми стану системи Er-Co-Si при 870 K / Р. Матвіїшин, В. Павлюк, П. Демченко // Зб. наук. праць 11 наук. конф. «Львівські хімічні читання-2007». - Львів - 30 травня - 1 червня, 2007. - С. Н28.

13. Matvijishyn R. Crystal structure of the ERCO5Si3 compound / R. Matvijishyn, V. Pavlyuk, B. Marciniak, E. Rуїycka-Sokolovska // Coll. Abs. X Int. Conf. Cryst. Chem. Intermet. Compd. - Lviv (Ukraine). - September 17-20, 2007. - Р 110.

14. Матвіїшин Р. Ізотермічний переріз діаграми стану системи Er-LIGE при 470 K // Р. Матвіїшин, В. Павлюк // Зб. тез Міжн. конф. студ. мол. вчених ЕВРИКА-2008. - Львів - 19-21 травня, 2008. - C. С30.

15. Matvijishyn R. Magnetic properties of Er2COSI2 compound / R. Matvijishyn, Yu. Gorelenko, V. Pavlyuk, R. Serkiz. // Coll. Abs. CIV Int. Sem. Phys. Chem. Solids. - Lviv (Ukraine). - 1-4 June, 2008. - P. 67.

16. Матвіїшин Р. Ізотермічний переріз діаграми стану системи Er-Ni-Si при 870 K / Р. Матвіїшин В. Павлюк, П. Демченко // Зб. тез XVII Укр. конф. неорг. хім. - Львів -15-19 вересня, 2008, С. 171.

17. Матвіїшин Р. Новий структурний тип ERNIXLI1-XGE (0,1?x?0,3) / Р. Матвіїшин, В. Павлюк. // Зб. наук. праць 12 наук. конф. «Львівські хімічні читання-2009». - Львів - 1-4 червня, 2009, С. Н39.

18. Matvijishyn R., Magnetic properties of Er2Co17-XSIX solid solution alloys / R. Matvijishyn, Yu. Gorelenko, V. Pavlyuk, R. Serkiz, // Зб. тез Міжн. конф. студ. мол. вчених ЕВРИКА-2009. - Львів - 20-22 травня, 2009, С. C27.