Розгляд взаємодії компонентів у системах U–{Co, Ni, Cu}–In шляхом побудови ізотермічних перерізів діаграм стану. Аналіз кристалічних структур та властивостей утворених інтерметалічних сполук. Визначення валентного стану атомів U у деяких його індидах.
Аннотация к работе
Потрійні системи за участю рідкісноземельних металів та індію вивчені достатньо повно, на відміну від систем із 5f-елементами, для яких проводились дослідження лише на предмет існування тернарних сполук окремих складів. Дисертант виконував експериментальні дослідження: виготовлення сплавів в електродуговій печі та їх термічна обробка, встановлення фазових рівноваг, дослідження кристалічної структури методом порошку і монокристалу, а також проводив розрахунки по визначенню кристалічної структури сполук. Встановити взаємодію компонентів у потрійних системах U-{Co, Ni, Cu}-In шляхом побудови ізотермічних перерізів їх діаграм стану при 870 К; визначити кристалічні структури інтерметалічних сполук, які утворюються у названих системах та системах споріднених до них; вивчити деякі фізичні властивості інтерметалічних сполук. Дослідження фазових рівноваг у потрійних системах U-{Co,Ni,Cu}-In, які раніше не вивчалися, виявлення нових тернарних сполук у цих системах і споріднених до них, вивчення їх кристалічних структур та властивостей збагачують знання про характер взаємодії елементів у багатокомпонентних системах, становлять основу для пошуку нових перспективних матеріалів, і тому є важливими як для неорганічної хімії, так і для теоретичного матеріалознавства. У першому розділі наведено літературні дані по діаграмах стану та кристалічних структурах відомих сполук у подвійних системах {Co, Ni, Cu}-In, U-{Co, Ni, Cu, In}, по кристалічних структурах відомих сполук та фізичних властивостях деяких з них у досліджуваних і споріднених із досліджуваними потрійних системахМетодами рентгенофазового, рентгеноструктурного і частково мікроструктурного та локального рентгеноспектрального аналізів вивчено взаємодію компонентів в системах U-{Co, Ni, Cu}-In і вперше побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану при 870 К в повному концентраційному інтервалі. У цих і споріднених системах методами порошку та монокристалу підтверджено існування шести відомих і виявлено існування семи нових тернарних сполук (для сполуки UCU5In знайдено ще дві поліморфні модифікації). Кристалічні структури досліджених сполук належать до 8 структурних типів, два з яких є новими: UCU5In (R) - пр. гр. Досліджувані системи U-{Co,Ni,Cu}-In у порівнянні із спорідненими та з відповідними системами з РЗМ є значно біднішими на потрійні сполуки, на що ймовірно впливає характер взаємодії компонентів у подвійних системах і особливо взаємодія р-елемента з f-елементом. Бінарні сполуки не розчиняють помітних кількостей третього компоненту, а усі потрійні сполуки характеризуються практично постійним складом, що можна пояснити відмінністю фізико-хімічних властивостей компонентів.
Вывод
1. Методами рентгенофазового, рентгеноструктурного і частково мікроструктурного та локального рентгеноспектрального аналізів вивчено взаємодію компонентів в системах U-{Co, Ni, Cu}-In і вперше побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану при 870 К в повному концентраційному інтервалі.
У цих і споріднених системах методами порошку та монокристалу підтверджено існування шести відомих і виявлено існування семи нових тернарних сполук (для сполуки UCU5In знайдено ще дві поліморфні модифікації). Кристалічна структура встановлена для всіх сполук, крім однієї (для Th2Cu3In2 - встановлена частково). Кристалічні структури досліджених сполук належать до 8 структурних типів, два з яких є новими: UCU5In (R) - пр. гр. R
IMG_fa9c712b-e410-420f-85b1-15c04be60838 m, a = 0,4977(1)нм, c = 3,0214(6)нм та U3Ni60In8 - пр. гр. Im
IMG_858f6b75-7079-4e27-9eae-accbc3eb2198 m, a = 1,2185(1) нм. Встановлено існування двох квазітернарних неперервних твердих розчинів на основі сполук зі структурою типу MGCU<4Sn.>1. Досліджувані системи U-{Co,Ni,Cu}-In у порівнянні із спорідненими та з відповідними системами з РЗМ є значно біднішими на потрійні сполуки, на що ймовірно впливає характер взаємодії компонентів у подвійних системах і особливо взаємодія р-елемента з f-елементом. Бінарні сполуки не розчиняють помітних кількостей третього компоненту, а усі потрійні сполуки характеризуються практично постійним складом, що можна пояснити відмінністю фізико-хімічних властивостей компонентів.
2. Виявлено види спорідненості між дослідженими та відомими структурними типами. Складні структурні типи виводяться з простіших шляхом впорядкованого заміщення, перерозподілу атомів чи комбінуванням фрагментів більш простих структур. Згідно класифікації структурних типів, запропонованої П.І.Крипякевичем, вивчені структурні типи відносяться до трьох класів інтерметалічних сполук. Найбільш характерною є тригонально-призматична (клас 10) та ікосаедрична (клас 5) координація атомів.
3. Встановлено звязок "група-підгрупа" за формалізмом Бернігхаузена для структур CENI5Sn та UCU5In і для структурних типів похідних від CECU<6.>4. Вивчено залежності магнітної сприйнятливості від температури та намагніченості від напруженості магнітного поля для сполуки UCU5In (O) і виявлено, що при TN = 25 K для неї спостерігається антиферомагнітне впорядкування. Дослідження електропровідності вказує на металічний характер провідності для THCU5In та на напівметалічний, з проявленням властивостей Кондо-системи та ефекту кристалічного поля, для UCU5In (O). Велике значення низькотемпературного коефіцієнту питомої теплоємності (?0 = 240 МДЖ/моль•К2) свідчить про приналежність сполуки UCU5In (O) до класу важкоферміонних систем.
Роботи, опубліковані по темі дисертації
1. V. Zaremba, V. Hlukhyy, J. Stepien-Damm, R. Troc. Crystal Structure of the THCU5M (M = In, Sn ) Compounds // J. Alloys and Compds. - 2001.- V.321.- P.97-101.
2. В.В. Глухий, В.І. Заремба, Р. Троць, Л.Д. Гулай. Кристалічна структура сполуки UCU2In // Вісник Львівського університету. Серія хімічна.- 2001.- Т.40.- С.81-84.
3. V.V.Hlukhyy, V.I.Zaremba, J.Stepien-Damm, R.Troc. Crystal structure of Th3Ni4In13 compound // J. Alloys and Compounds. -2002. - V.333(1-2).- P.133-137.
4. V.V.Hlukhyy, V.I.Zaremba, J.Stepien-Damm, R.Troc. Crystal structure of the new ternary thorium indide Th4Pd10In21 // J. Alloys and Compounds. -2003. - Vol. 352. - P. 123-127.
5. V. Zaremba, V. Hlukhyy, D. Kaczorowski, J.Stepien-Damm, R.Troc. Crystal structure of the new ternary indide THCU5In // Proc. of 7th International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds. Lviv. -1999. -P.B25.
6. J. Stepien-Damm, V. Zaremba, V. Hlukhyy. Crystal structure of new UCU5X (X=In, Sn) ternary compounds. // Proc. of 29iemes Journйes des Actinides. Luso (Portugal). - 1999.- P.121.
7. V.I. Zaremba, J. Stepien-Damm, V. Hlukhyy, V.H. Tran, R. Troc, D.Kaczorowski. Crystal structure of THCU5X (X=In, Sn). Proc. of 30iemes Journйes des Actinides. Dresden (Germany).- 2000.- P.06.
8. V.I. Zaremba, V. Hlukhyy, J. Stepien-Damm. Crystal structure of Th3Ni4In13 and Th4Pd10In21. // Proc. of 31iemes Journйes des Actinides. Saint-Malo (France). -2001. -P.30.
9. J. Stepien-Damm, V. Zaremba, V. Hlukhyy. Crystal structure of new ternary uranium indides. // Proc. of 32iemes Journйes des Actinides. Ein-Gedi (Israel).- 2002.- P.56.
10. V. Hlukhyy, V. Zaremba. Isothermal sections of the phase diagrams of the U-{Ni,Cu}-In ternary systems at 870 K. // Book of Abstracts VIII International Seminar on Physics and Chemistry of Solids, Lviv.- 2002.- P.20.
11. V. Hlukhyy, I. Muts, J.Stepien-Damm, V. Zaremba. New Ternary Indides with High Indium Content. // Proc. of 8th International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds. Львів.- 2002.- P.159.