Взаємодія компонентів у системах (Ho,Yb,Lu)-Cu-Al та Dy-Ag-Al (діаграми фазових рівноваг, кристалічна структура та фізичні властивості сполук) - Автореферат
Фазова рівновага кристалічних структур інтерметалічних сполук, їх фізичних властивостей. Ізотермічні перерізи діаграм для потрійних систем (Tb,Ho,Yb,Lu)-Cu-Al та Dy-Ag-Al. Межі твердих розчинів на основі бінарних та гомогенності тернарних сполук.
Аннотация к работе
Основою цілеспрямованого пошуку нових матеріалів є побудова діаграм стану, які відображають взаємодію компонентів у системі, а також дослідження кристалічних структур і фізико-хімічних властивостей сполук. Діаграми стану потрійних систем Ln-Cu-Al побудовані не зі всіма РЗМ і кристалічні структури багатьох тернарних алюмінідів, які утворюються в цих системах, є недосліджені. Побудова фазових рівноваг систем {Tb, Ho, Yb, Lu}-Cu-Al та Dy-Ag-Al при 870 К, синтез і визначення кристалічних структур нових тернарних алюмінідів, встановлення впливу заміни Купруму Аргентумом на характер взаємодії в системах та тип кристалічної структури сполук, які утворюються в досліджених системах. Синтезовано та досліджено кристалічну структуру 4-х бінарних та 48-и тернарних алюмінідів, структури яких належать до 15-ти структурних типів. Одержані експериментальні результати дають можливість узагальнити особливості взаємодії компонентів у системах Ln-Cu-Al та, на прикладі побудованого ізотермічного перерізу системи Dy-Ag-Al і кристалічної структури утворених тернарних сполук, прогнозувати взаємодію компонентів у системах Ln-Ag-Al.Вперше синтезовано та досліджено кристалічну структуру нових бінарних сполук LUAL, Lu3Al2, Tm3Al2, Lu2Al, структури яких належать до структурних типів DYAL, Zr3Al2, PBCL2 відповідно. Вперше виявлено та встановлено кристалічну структуру двох тернарних алюмінідів, структура яких належить до нових типів: Yb4(Cu0.26Al0.74)33 (пр. гр. Методами дослідження монокристалу встановлено, що сполуки Dy2-XAGY(Ag0.44Al0.56)17, x=0.26, y=0.25 (пр.гр. P63/mmc, Z=6, a=0.9132, c=0.9414 нм) належать до структурних типів, споріднених із структурами типу Th2Ni17 та Sc3Ni11Si4 відповідно. В структурах інших сполук атоми Х-компоненту утворюють сітки більш складної будови.
Вывод
1. Досліджено взаємодію компонентів у системах {Tb,Ho,Lu,Yb}-Cu-Al та Dy-Ag-Al та побудовано діаграми фазових рівноваг при 870 К.
2. Встановлені граничні склади твердих розчинів на основі бінарних сполук LNCU5, LNCU2, LNCU, LNAL2 та області гомогенності тернарних алюмінідів LNCU12-XALX, Ln2Cu17-XALX, LNCU5-XALX, Dy1.7Ag17-XALX і DYAG<5-XALX.>3. Вперше синтезовано та досліджено кристалічну структуру нових бінарних сполук LUAL, Lu3Al2, Tm3Al2, Lu2Al, структури яких належать до структурних типів DYAL, Zr3Al2, PBCL2 відповідно.
4. Вперше виявлено та встановлено кристалічну структуру двох тернарних алюмінідів, структура яких належить до нових типів: Yb4(Cu0.26Al0.74)33 (пр. гр. I4/mmm, Z=2, a=0.8565, c=1.6255 нм) та Tb(Cu0.58Al0.42)11 (пр.гр. Fddd a=1.42792, b=1.48016, c=0.65644 нм). Одержані ізоструктурні сполуки Ln4(Ag0.26Al0.74)33 (Ln - Gd-Tm).
5. Методами дослідження монокристалу встановлено, що сполуки Dy2-XAGY(Ag0.44Al0.56)17, x=0.26, y=0.25 (пр.гр. P63/mmc, Z=2, a=0.9285, c=0.9098 нм) та DYAG2.3Al2.7 (пр.гр. P63/mmc, Z=6, a=0.9132, c=0.9414 нм) належать до структурних типів, споріднених із структурами типу Th2Ni17 та Sc3Ni11Si4 відповідно. Одержані ізоструктурні сполуки Ln2-XAGY(Ag0.44Al0.56)17 (Ln-Y, Gd-Tm).
6. Вперше одержано та встановлено кристалічну структуру 48-ти нових тернарних алюмінідів, які належать до 9-ти відомих структурних типів: THMN12, YBMO2Al4, Th2Zn17, CACU5, Th6Mn23, PUNI3, La3Al11, p-CENI2 XSB2-x, CECU<2.>7. Проведено аналіз структурних типів тернарних сполук, які утворюються в досліджених системах. Структурні типи THMN12, Th2Zn17, Th2Ni17, PUNI3 є близькоспоріднені зі структурним типом CACU5 і для цих структур характерною ознакою є розміщення атомів малого розміру (Cu, Ag, Al) в трикутних, гексагональних та гексагон-трикутних сітках (сітках Кагоме). В структурах інших сполук атоми Х-компоненту утворюють сітки більш складної будови.
8. На основі аналізу міжатомних віддалей в структурах досліджених сполук визначені ефективні атомні радіуси Купруму та Алюмінію, які становлять RCU=0.126 нм, RAL=0.138 нм.
9. Проаналізовано зміни величини параметрів елементарних комірок у рядах ізоструктурних тернарних сполук систем Ln-Cu-Al та Ln-Ag-Al. Спостерігається відхилення від монотонного зменшення обємів тернарних алюмінідів Ітербію, що вказує на можливий проміжний валентний стан його атомів. Методом LIII-рентгенівської абсорбційної спектроскопії досліджено валентний стан атомів Yb в сполуках Yb4(Cu0.26Al0.74)33 (nеф.=3.0) та Yb(Cu0.30Al0.70)3 (nеф.=2.28).
10. Вивчена температурна залежність питомого опору для сполук Dy(Ag0.48Al0.52)5 та Dy2-x(Ag0.53Al0.47)17 в інтервалі 100-700 К. Досліджені алюмініди характеризуються металічним типом провідності та питомим електроопором порядку 10<-6 ОМЧМ.>
Список литературы
1. Стельмахович Б.М., Кузьма Ю.Б. Нові сполуки RCUAL3 де (R-Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb) та їх кристалічна структура// Доп. АН УРСР. Сер. Б, 1988. N 11. C. 38-41.
2. Стельмахович Б.М., Кузьма Ю.Б., Галамушка Л.І. Сполуки LUAL, Lu3Al2, Tm3Al2 та їх кристалічна структура// Доп. АН УРСР. Сер.Б, 1989. N 10. C.41-43.
3. Стельмахович Б.М., Кузьма Ю.Б. Новые интерметаллиды Ln(Ag,Al)4 и их структура// Изв. АН СССР. Металлы, 1990. N 5. C. 214-216.
4. Стельмахович Б.М., Кузьма Ю.Б. Нові сполуки Ln6(Cu,Al)23 та їх кристалічна структура// Доп. АН УРСР. Сер.Б, 1990. N 6. C. 60-62.
5 Стельмахович Б.М., Кузьма Ю.Б. Новый алюминид Yb8Cu17Al49 и его структура// Кристаллография, 1991. Т.36. Вып. 6. C. 1427-1430.
6 Стельмахович Б.М., Кузьма Ю.Б. Новые соединения со структурой Th2Ni17 в системах редкоземельный металл-серебро-алюминий// Докл. АН УССР, 1991. N 7. C. 135-137.
7 Стельмахович Б.М. Система Ho-Cu-Al// Вісник Львівського університету. Сер. хім.1991, Вип. 31. C.20-24.
8 Стельмахович Б.М., Кузьма Ю.Б., Галамушка Л.И. Фазовые равновесия и кристаллическая структура соединений в системах Lu-Al и Lu-Cu-Al// Известия РАН. Металлы, 1992. N 1. С. 216-221.
9 Стельмахович Б.М., Кузьма Ю.Б. Новые соединения в системах Р.З.М.-Ag-Al и их кристаллическая структура// Известия РАН. Металлы, 1992. N 3. C. 220-222.
10 Стельмахович Б.М., Кузьма Ю.Б. Новое соединение DYAG2.3Al2.7 и его кристаллическая структура// Кристаллография, 1992. Т.37. Вып.5. C. 1334-1337.
11 Стельмахович Б.М., Бабижецкий В.С., Кузьма Ю.Б. Новые соединения со структурой PUNI3 в системах Р.З.М.-Cu-Al// Известия РАН. Металлы, 1992. N 3. C. 227-230.
12 Stelmakhovych B.M., Kuzma Yu.B., Babizhetsky V.S. The ytterbium-copper-aluminium system// J. of Alloys and Compounds, 1993. V. 190. P. 161-164.
13 Стельмахович Б.М., Аксельруд Л.Г., Кузьма Ю.Б. Новые соединения со структурой YBMO2Al4 и Th2Zn17// Известия РАН. Металлы, 1993.N 1. C. 210-213.
14 Стельмахович Б.М., Кузьма Ю.Б. Діаграма фазових рівноваг системи Dy-Ag-Al при 870 К// Доп. АН України. 1994, N 3. С.86-89.
15 Стельмахович Б.М., Васюнык М.И., Кузьма Ю.Б. Фазовые равновесия и кристаллическая структура соединений системы Tb-Cu-Al в области до 0.50 мол. дол. Tb// Известия РАН России. Металлы. 1995. N 5. C.162-169.
16 Stelmakhovych B.M., Akselrud L.G., Kuzma Yu.B. The Tb2(Cu0.47Al0.53)17 and Tb(Cu0.58Al42)11 aluminides and their crystal structure// J. of Alloys and Compounds, 1996. V 234. P. 167-170.