Фазові рівноваги, кристалічні структури і магнітні та електричні властивості сполук в системах {Er,Yb}-{Co,Ni,Cu}-Sn

Взаємодія компонентів у потрійних хімічних системах. Ізотермічні перерізи діаграм їх стану. Кристалічна структура, електричні та магнітні властивості для деяких сполук. Підтвердження існування тернарного станіду, уточнення їх кристалічної структури.

Рубрика Химия
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 19.04.2014
Размер файла 75,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Львівський національний університет імені Івана Франка

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата хімічних наук

Фазові рівноваги, кристалічні структури і магнітні та електричні властивості сполук в системах {Er,Yb}-{Co,Ni,Cu}-Sn

02.00.01 - Неорганічна хімія

МУДРИК ЯРОСЛАВ СТЕПАНОВИЧ

УДК 669.018+548.736.4

Львів - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі неорганічної хімії Львівського національного університету імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України.

Наукові керівники:

доктор хімічних наук, професор Сколоздра Роман Володимирович, Львівський національний університет імені Івана Франка, професор кафедри неорганічної хімії;

кандидат хімічних наук, старший науковий співробітник Ромака Любов Петрівна, Львівський національний університет імені Івана Франка, старший науковий співробітник кафедри неорганічної хімії.

Офіційні опоненти:

доктор хімічних наук, професор Кузьма Юрій Богданович, Львівський національний університет імені Івана Франка, завідувач кафедри аналітичної хімії;

кандидат хімічних наук, доцент Федина Михайло Федорович, Український державний лісотехнічний університет, м.Львів доцент кафедри хімії.

Провідна установа:

Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України.

Захист відбудеться " 10" січня" 2002 р. о 1600 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.051.10 у Львівському національному університеті імені Івана Франка Міністерства освіти і науки України за адресою: 79005, м. Львів, вул. Кирила та Мефодія, 6, хімічний факультет, ауд. №2.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Львівського національного університету імені Івана Франка (79005 м. Львів, вул. Драгоманова, 5).

Автореферат розісланий " 5 " грудня 2001 р.

Анотація

кристалічний сполука хімічний магнітний

Мудрик Я.С. Фазові рівноваги, кристалічні структури і магнітні та електричні властивості сполук в системах {Er,Yb}-{Co,Ni,Cu}-Sn. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01. - неорганічна хімія. - Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, 2001.

В роботі досліджено взаємодію компонентів у потрійних системах {Er,Yb}-{Co,Ni,Cu}-Sn: побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану цих систем, визначено кристалічну структуру та поміряно електричні та магнітні властивості для деяких сполук, в тому числі ізоструктурних до існуюючих в досліджуваних системах. Встановлено існування 18 тернарних сполук, для восьми з яких визначено кристалічну структури. Підтверджено існування 21 тернарного станіду, для двох із них уточнена кристалічна структура. В інших системах R-{Co, Ni, Cu}-Sn знайдено 16 ізоструктурних тернарних фаз, для них визначена кристалічна структура. Описано два нових структурних типи: LuNiSn4 i YbCu9+хSn4-х. Структурний тип LuNiSn4 є представником співрозмірно модульованих структур. Сполуки RCo3Sn володіють досить високими температурами магнітного впорядкування (ТС = 130 К для GdCo3Sn). Yb3Co4.3Sn12.7 переходить в надпровідний стан при 3.4 К. Станід YbCu4.7Sn0.3 має чітко виражений ефект Кондо. Ізоструктурні ряди сполук RNiSn4 i RCu5Sn (R = Gd-Tm) впорядковуються антиферомагнітно при низьких температурах.

Ключові слова: ізотермічний переріз, кристалічна структура, Ербій, Ітербій, Кобальт, Нікель, Купрум, Станум, магнітні властивості, питомий електроопір.

Mudryk Ya.S. Phase eqiulibria, crystal structure of compounds and their magnetic and electrical properties in {Er,Yb}-{Co,Ni,Cu}-Sn systems. - Manuscript.

Thesis for a Philosophy Doctor degree by speciality 02.00.01 - Inorganic Chemistry.- Ivan Franko National University, L'viv, 2001.

In present work a component interaction in {Er,Yb}-{Co,Ni,Cu}-Sn ternary systems was investigated. The samples were prepared by direct arc melting the constituent elements on a water-cooled copper hearth under high purity argon. In case of Yb-containing alloys preparation extra amount of ytterbium was added to compensate its weight losses. The alloys were then annealed at 670-770 K for 1-2 month (sometimes the pre-annealing at 870 K for a few weeks was used) in evacuated quartz tubes and quenched in cold water.

Phase analyses were carried out using X-ray powder data obtained using the Debye-Scherrer technique (RKD camera, Cr K radiation) and DRON-2.0 powder diffractometer (Fe Ka radiation). The patterns used for crystal structure calculations were obtained using the Siemens D 5000 and HZG-4A powder diffractometers as well as the Guinier Image Plate equipment (Cu Ka radiation). Investigation of the single crystals was performed using the DARCH-1 (Mo Ka radiation) diffractometer with previous checking of the crystals by Laue and rotation methods. Calculation of the crystal structure parameters was performed using the Rietveld Analysis Program DBWS-9411PC, Rietveld Analysis Program DBWS-9807PC, FullProf98 and CSD. The electrical resistivity, magnetic properties and Seebeck coefficient were measured for the purest compounds in the different temperature ranges.

The isothermal cross-sections of the Er-{Co,Ni,Cu}-Sn ternary systems were constructed in the full concentration range at 670 K. The isothermal section of the Yb-Co-Sn was built up to ~40 at.% of Yb content at 670 K; the Yb-Ni-Sn was investigated at 670 K (more than 50 at.% Sn) and at 770 K (less than 50 at.% Sn). The Yb-Cu-Sn isothermal section at 670 K was built independently from other scientists using a different mode of sample preparation.

As a result, the phase equilibria were constructed, the existence of 18 ternary phases was established, for 8 of them crystal structure were calculated. The existence of 21 ternary phases was confirmed, for two of them crystal structure was refined. In other R-(Ni,Cu)-Sn ternary systems 16 isostructural compounds were found and their crystal structures were determined. Two new structure types were described: LuNiSn4 and YbCu9+xSn4-x. LuNiSn4 type structure represents a series of commensurately modulated compounds. The series of the RNiSn4 compounds (Gd-Tm) isostructural with LuNiSn4 was obtained. The RCu5Sn compounds (R = Gd-Yb) were found to crystallize with the CeCu6 type structure.

The following peculiarities take place:

The highest number of compounds occur in Ni-containing systems;

Most compounds were obtained in the regions with high transition metal content and in the central part of the systems;

No significant ranges of stability were observed for ternary compounds.

The compounds obtained crystallize with different structure types and most of them have an orthorhombic symmetry. In all investigated structures the atomic distances between tin and other atoms are reduced in comparison with the sum of their atomic radii. The Yb was found in valence states 2 and 3 as well as having an intermediate valence.

No semiconducting materials were found as well as the materials with promising thermoelectric properties. The absolute value of Seebeck coefficient for R3Co6Sn5 (R = Sm-Tm) does not approach 20 mkV/K.

All compounds containing rare earth element from Gd to Tm have a c-1(T) dependence described by Curie-Weiss or modified Curie-Weiss law. RCo3Sn compounds has a quite high temperatures of the magnetic ordering (TC = 130 K for GdCo3Sn). Isostructural series of stannides RNiSn4 and RCu5Sn (R = Gd - Tm) order antiferromagnetically at low temperatures. The RNiSn4 and RCo3Sn phases (R = Gd-Tm) exhibits a metamagnetism.

Yb3Co4.3Sn12.7 undergoes a superconducting transformation at 3.4 K. Its ?(T) dependence was perfectly described by Woodward-Cody semiempirical law. It was established that superconductivity transition temperature decreases when the applied magnetic field increases and at around 2 T the superconductivity completely disappears. YbCu4.7Sn0.3 has clearly visible Kondo behavior.

Keywords: isothermal section, crystal structure, Erbium, Ytterbium, Cobalt, Nickel, Copper, Tin, magnetic properties, electrical resistivity.

Мудрик Я.С. Фазовые равновесия, кристаллические структуры и магнитные и электрические свойства соединений в системах {Er,Yb}-{Co,Ni,Cu}-Sn. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук по специальности 02.00.01 - неорганическая химия. - Львовский национальный университет имени Ивана Франко, Львов, 2001.

В работе изучено взаимодействие компонентов в тройных системах {Er,Yb}- {Co,Ni,Cu}-Sn: построены изотермические сечения диаграмм состояния этих систем, определена кристаллическая структура, измерены магнитные и электрические свойства некоторых соединений, включая изоструктурные к существующим в изученных системах.

Обнаружено 18 тернарных соединений, для 8 из которых впервые определена кристаллическая структура. Подтверждено существование 21 тернарного станнида, для двоих из которых расчитана кристаллическая структура. В других системах R-(Co,Ni,Cu)-Sn найдено 16 изоструктурных тернарных соединений, для которых определена кристаллическая структура. Из двух новых структурных типов, YbCu9+xSn4-x и LuNiSn4, последний является представителем соразмерно модулированных структур. Для соединений RCo3Sn характерны относительно высокие температуры магнитного упорядочения (TC = 130 K для GdCo3Sn).

Станнид Yb3Co4.3Sn12.7 переходит в сверхпроводящее состояние при 3.4 К. В соединении YbCu4.7Sn0.3 наблюдается эффект Кондо. Изоструктурные ряды соединений RNiSn4 и RCu5Sn (R = Gd - Tm) упорядочиваются антиферромагнитно при низких температурах.

Ключевые слова: изотермическое сечение, кристаллическая структура, Эрбий, Иттербий, Кобальт, Никель, Купрум, Станнум, магнитные свойства, электрическое сопротивление.

Вступ

Актуальність теми. Основним завданням матеріалознавства є синтез матеріалів, які б володіли необхідними для сучасного рівня розвитку науки і техніки властивостями. Тому актуальним є дослідження умов одержання таких інтерметалічних сполук, які могли б стати вихідними речовинами для розробки нових перспективних технологій. До таких речовин, що в першу чергу викликають увагу сучасних науковців, належать і інтерметаліди з участю рідкісноземельних елементів.

Підвищений інтерес до цього класу сполук виник у зв'язку з відкриттям в них нових фізичних ефектів - стану проміжної валентності, важких ферміонів, співіснування надпровідності та магнетизму, створення на їх основі нових магнітних матеріалів з унікальними магнітними властивостями. Теоретичною базою для отримання нових інтерметалічних фаз є діаграми стану відповідних систем, які відображають характер взаємодії компонентів, фазовий склад сплавів, дають відомості про сумісність різних елементів при різних температурах. Вивчення таких характеристик як кристалічна та електронна структури також має важливе значення для розуміння фізичних властивостей сполук. Комплексний підхід до вивчення діаграм стану металічних систем, кристалічної структури і властивостей інтерметалідів дає змогу накопичити експериментальні результати, необхідні для вирішення важливої проблеми - встановлення взаємозв'язку між складом, структурою і властивостями речовин.

Дослідженню багатокомпонентних систем, що включають рідкісноземельний елемент, перехідний метал та Станум, присвячена значна кількість публікацій, в яких вже знайдено багато інтерметалічних сполук з цікавими властивостями, що робить їх перспективними матеріалами в галузі електротехніки. Прикладом можуть служити станіди CeNiSn та YbNiSn, які виявляють особливі низькотемпературні властивості (ефект Кондо), пов'язані із змінною валентністю рідкісноземельних елементів.

Враховуючи все попередньо сказане, цілком логічним і актуальним є продовження вивчення взаємодії компонентів в потрійних системах рідкісноземельний метал - перехідний метал - Станум. Особливу увагу варто приділити системам з Ітербієм, в сполуках якого можуть проявлятися вищезгадані фізичні ефекти. Це буде наступним кроком до розуміння природи фізико-хімічної взаємодії компонентів, утворення сполук з новими кристалічними структурами та цікавими фізичними властивостями.

Предметом даної роботи є дослідження взаємодії компонентів в потрійних системах {Er, Yb}-{Co, Ni, Cu}-Sn з метою побудови ізотермічних перерізів діаграм стану та вивчення кристалічної структури, магнітних та електричних властивостей нових тернарних сполук.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана у відповідності з науково-технічними програмами Міністерства освіти і науки України за науковим напрямком 70 "Наукові основи хімічної технології створення нових неорганічних речовин та матеріалів, комплексної хіміко-технологічної переробки сировини України" по темі №0197U018093 "Синтез нових інтерметалічних сполук, дослідження їх структури і властивостей з метою пошуку нових неорганічних матеріалів".

Мета і задачі дослідження: Мета роботи - вивчення взаємодії компонентів в потрійних системах {Er, Yb}-{Co, Ni, Cu}-Sn. Для її досягнення необхідно: побудувати ізотермічні перерізи діаграм стану досліджуваних систем; дослідити кристалічні структури сполук, що в них утворюються; вивчити електричні та магнітні властивості цих сполук.

Об'єкт дослідження: взаємодія компонентів у шести не вивчених на момент початку дослідження потрійних системах {Er, Yb}-{Co, Ni, Cu}-Sn.

Предмет дослідження: ізотермічні перерізи діаграм стану систем {Er, Yb}-{Co, Ni, Cu}-Sn при температурах відпалу 670 і 770 К, кристалічна структура нових інтерметалічних сполук, а також їх електричні та магнітні властивості.

Методи дослідження: рентгенофазовий аналіз; рентгеноструктурний аналіз; поміри електричних та магнітних властивостей - метод Фарадея, двох- та чотирьохзондовий методи вимірювання електроопору, екстракційний метод вимірювання намагніченості.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше вивчені фазові рівноваги та побудовані ізотермічні перерізи діаграм стану систем {Er, Yb}- {Co, Ni}-Sn i Er-Cu-Sn при 670 і 770 К, ізотермічний переріз діаграми стану системи Yb-Cu-Sn при 670 К досліджений незалежно від інших дослідників. Встановлено існування 18 тернарних сполук, для вісьми з яких повністю і для однієї частково визначено кристалічну структуру. Вони належать до шести структурних типів, два з яких є новими. Структурний тип LuNiSn4 є одним з перших представників модульованих структур серед тернарних інтерметалічних сполук. Підтверджено існування 21 тернарних станідів, для двох із них уточнена кристалічна структура. В інших системах R-{Co, Ni, Cu}-Sn (R - рідкісноземельний елемент) знайдено 16 ізоструктурних тернарних фаз, для них визначена кристалічна структура. Для окремих сполук досліджена залежність магнітної сприйнятливості, намагніченості, питомого електроопору та диференціальної термо-е.р.с. від температури. Визначені температури магнітного впорядкування сполук, значення ефективних магнітних моментів атомів та парамагнітних температур Кюрі. Встановлено, що сполуки RCo3Sn володіють порівняно високими, як для тернарних станідів, температурами магнітного впорядкування.

Практичне значення отриманих результатів. Одержані експериментальні результати по діаграмах стану систем {Er, Yb}-{Co, Ni, Cu}- Sn є джерелом інформації про взаємодію компонентів в цих системах та дають можливість прогнозу характеру фазових рівноваг у споріднених системах. Дані про кристалічні структури досліджених сполук можуть бути використані для ідентифікації фаз при розробці нових матеріалів на основі станідів рідкісноземельних елементів. Результати помірів фізичних властивостей окремих сполук можуть бути використані для оцінки можливості розробки матеріалів на їх основі. Особливу увагу тут привертають сполуки RCo3Sn з їх порівняно високими температурами магнітного впорядкування. Отримані результати є також довідковим матеріалом для спеціалістів в галузі неорганічної хімії, кристалохімії, матеріалознавства і фізики твердого тіла.

Особистий внесок здобувача. Завдання дисертаційної роботи формулювалося при безпосередній участі дисертанта. Аналіз літературних даних, експериментальні роботи по дослідженню взаємодії компонентів в потрійних системах {Er, Yb}-{Co, Ni, Cu}-Sn, визначення кристалічної структури більшості сполук, поміри фізичних властивостей та обробка одержаних результатів проведені автором самостійно згідно з вказівками наукових керівників. Дослідження кристалічної структури сполук LuNiSn4 та Er2Ni3Sn2 проводилось разом з провідним науковим співробітником кафедри неорганічної хімії к.х.н. Аксельрудом Л. (розрахунок структури) та старшим науковим співробітником Давидовим В. (зйомка монокристалів на дифрактометрі). Дослідження низькотемпературних властивостей сполук RNiSn4 та RCu5Sn проводилось в Лабораторії кристалографії та магнетизму ім. Л.Нееля Національного Центру Наукових досліджень (Гренобль, Франція) разом з докторами Фрушартом Д., П'єром Ж., Ізнардом О. Вимірювання фізичних властивостей станідів YbCu4.7Sn0.3 i Yb3Co4.3Sn12.7 проводилось в Віденському Технічному Університеті спільно з доктором Бауером Е.

Апробація результатів дисертації. Результати роботи представлені на VII Європейській конференції по магнітних матеріалах та їх застосуванню ЕММА'98 (Сарагоса, 1998); науково-практичній конференції "Львівські хімічні читання" (Львів, 1999); VII Міжнародній конференції по кристалохімії інтерметалічних сполук (Львів, 1999); ХІІІ Міжнародній конференції по твердих сполуках перехідних елементів SCTE'2000 (Стреза, 2000), IV Міжнародній конференції по інтерметалічних сполуках рідкісноземельних елементів ICFE'4 (Мадрід, 2000).

Публікації. По матеріалах роботи опубліковано 6 статей і 5 тез.

Об'єм роботи. Дисертація складається з вступу, 4 розділів, висновків, списку використаних в роботі літературних джерел і додатків. Дисертація викладена на 136 сторінках, містить 37 таблиць, 64 рисунки. Список літературних джерел нараховує 123 назви.

1. Зміст роботи

У вступі обгрунтовано актуальність теми, поставлено мету та визначено завдання досліджень.

В першому розділі наведено літературні дані по діаграмах стану подвійних систем {Co, Ni, Cu}-Sn, Er -{Co, Ni, Cu}, Yb-{Co, Ni, Cu}, {Er, Yb}-Sn та споріднених з досліджуваними потрійних систем. Подані кристалографічні характеристики сполук, що утворюються в цих системах та зроблено короткий огляд їх магнітних та електричних властивостей.

Методика експериментальних досліджень описана в другому розділі. Для приготування зразків використовували метали з вмістом основного компоненту не менше 99.9 мас.%. Сплави масою 1 г виготовляли сплавленням шихти вихідних металів, зважених з точністю до ±0.001 г, в електродуговій печі з вольфрамовим електродом (катод) в атмосфері очищеного аргону (з титановим геттером) під тиском до 105 Па на мідному водоохолоджуваному поді (анод). Термічна обробка сплавів полягала у гомогенізуючому відпалі при 670 - 870 К в залежності від складу сплаву. Відпал проводили в евакуйованих до 0.1 Па кварцевих ампулах. Час відпалу вибирали із врахуванням складу зразків. Після відпалу сплави гартували в холодній воді.

Рентгенівський фазовий аналіз (метод порошку) був основним методом, який використовувався при побудові ізотермічних перетинів діаграм стану досліджуваних систем. Фазовий аналіз сплавів проводився на порошкограмах, знятих в камерах Дебая РКД (діаметр 57.3 мм, Сr К випромінювання), методом порівняння з еталонними порошкограмами бінарних та тернарних сполук і чистих компонентів, а в окремих випадках - по дифрактограмах, одержаних на порошковому дифрактометрі ДРОН-2.0 (Fe Ka- випромінювання, Mn - фільтр; з використанням Si як внутрішнього еталону).

З метою встановлення параметрів структури сплавів по методу порошку (періоди елементарних комірок, параметри атомів, ізотропні теплові фактори, заповнення позицій та ін.) використовувались дифрактограми отримані на дифрактометрах Siemens D 5000 та HZG-4A, а також на установці Guinier Image Plate (Cu Ka - випромінювання, 2q сканування) з кроковою реєстрацією інтенсивностей відбить у вигляді числового масиву даних. Дифрактометричне вивчення монокристалів виконувалось на автоматичному дифрактометрі ДАРЧ-1 (Mo Ka - випромінювання). Всі розрахунки, пов'язані з розшифровкою та уточненням структур сполук методом порошку, виконувались на обчислювальних машинах за допогою програм Rietveld Analisis Program DBWS-9411PC, Rietveld Analisis Program DBWS-9807PC, FullProf98 та CSD. При використанні методу монокристалу розрахунки проводились з використанням пакету програм CSD.

Питомий електроопір r полікристалічних зразків правильної геометричної форми, вирізаних на електроімпульсній установці ЭХ-1331 з імпульсним генератором, в інтервалі температур 80-380 К вимірювався на потенціометричній установці двохзондовим методом з контактами, які під'єднувалися пайкою. Питомий електропір зразків в інтервалі температур 4 - 300 К вимірювався класичним чотирьохзондовим методом з чотирма притиснутими мідними контактами. Для проведення помірів нижче температури кипіння рідкого гелію використовувалося додаткове охолодження за допомогою ізотопу гелію 3He, при цьому досягалася температура 0.5 К.

Коефіцієнт диференціальної термо-е.р.с. a визначався відносно міді в межах температур 78 - 380 К. Зразок закріплювався між мідними фіксаторами з припаяними до них мідь-константановими термопарами. Фіксатори мали щільний тепловий контакт з торцями зразка. З допомогою пічки, що встановлена в одному з фіксаторів, на зразку створювався градієнт температури 5-10 К.

Дослідження залежності магнітної сприйнятливості від температури в інтервалі 83.9 - 500 К проводилось відносним методом Фарадея з точністю до 1%, з використанням термогравіметричної установки з електронною мікровагою ЕМ-5-3МП в магнітних полях до 0.8 МА/м. Для проведення вимірювання магнітної сприйнятливості та залежностей намагніченості зразків від поля в інтервалі температур від 2 до 300 К використовувся SQUID магнетометр. В окремих випадках намагніченість сплавів вимірювалась екстракційним методом. Обробка одержаних масивів експериментальних даних проводилась з використанням програм TableCurve 2D i Microcal Origin.

У третьому розділі приведені результати дослідження фазових рівноваг в потрійних системах {Er, Yb}-{Co, Ni, Cu}-Sn при 670 К та 770 К, вивчення кристалічної структури сполук та дослідження елекричних та магнітних властивостей деяких станідів.

2. Результати експерименту

Для дослідження фазових рівноваг діаграми стану системи Er-Co-Sn було виготовлено п'ять подвійних і 86 потрійних сплави. В системі підтверджено існування семи досліджених раніше тернарних сполук при температурі ізотермічного перерізу 670 К (рис. 1, табл. 1).

Система Er-Ni-Sn досліджувалась методом рентгенофазового аналізу 5 подвійних та 119 потрійних сплавів. Ізотермічний переріз діаграми стану системи Er-Ni-Sn при 670 К наведений на рис. 1. В системі утворюється 10 тернарних сполук, з них 5 отримано вперше, їх склади та кристалографічні характеристики приведені в таблиці 1. Визначена кристалічна структура сполуки ErNiSn4, структура сполуки Er2Ni3Sn2 досліджена частково.

Таблиця 1 Кристалографічні характеристики сполук систем Er-(Co,Ni,Cu)-Sn

Сполука

СТ

ПГ

Символ Пірсона

Періоди гратки, нм

a

b

c

1

Er6Co2Sn

Ho6Ni2Ga

Immm

oI36

0.9267(2)

0.9285(7)

0.9701(7)

2

ErCo3Sn

BaLi4

P63/mmc

hP30

0.8808(4)

-

0.7452(2)

3

ErCoSn

TiNiSi

Pnma

oP12

0.7087(9)

0.4493(9)

0.7420(9)

4

Er3Co6Sn5

Dy3Co6Sn5

Immm

oI28

0.4294(1)

1.2286(8)

0.9629(2)

5

ErCo6Sn6

YCo6Ge6

P6/mmm

hP6

0.5305(8)

-

0.4250(8)

6

Er7Co6Sn23

Ho7Co6Sn23

P3m1

hP36

0.9629(9)

-

0.9812(6)

7

ErCoxSny

Фаза II`

I41/acd

tI…

1.353(1)

-

1.353(1)

1

Er6Ni2Sn

Ho6Ni2Ga

Immm

oI36

0.9237(8)

0.9386(9)

0.9831(6)

2

ErNi5-xSn1+x

CeCu4.38In1.62

Pnnm

oP56

1.6059(6)

1.0192(6)

0.4856(1)

3

Er40Ni40Sn20

структура не визначена

4

Er15Ni60Sn25

структура не визначена

5

Er2Ni3Sn2

гекс.

0.4423(1)

-

1.5315(7)

6

ErNiSn

TiNiSi

Pnma

oP12

0.7127(3)

0.4455(2)

0.7616(5)

7

ErNiSn2

LuNiSn2

Pnma

oP48

1.5995(5)

0.4400(1)

1.4768(5)

8

Er2NiSn6

Lu2NiSn6

Amm2

oS18

0.4303(1)

2.2422(8)

0.4360(2)

9

ErNiSn4

LuNiSn4

Ammm

oS24

0.4390(1)

2.7925(4)

0.4357(1)

10

Er20Ni10Sn70

структура не визначена

1

ErCu5Sn

CeCu6

Pnma

oP28

0.81728(3)

0.49510(1)

1.0558(1)

2

ErCuSn

CaIn2

P63/mmc

hP6

0.44967(6)

-

0.7162(1)

3

Er6Cu8Sn8

Gd6Cu8Ge8

Immm

oI22

1.4559(9)

0.6893(3)

0.4355(3)

Система Er-Cu-Sn досліджена на 50 потрійних сплавах. В системі підтверджено існування при температурі відпалу 670 К (рис. 2) двох раніше відомих сполук, ErCuSn та Er6Cu8Sn8 та знайдено нову сполуку складу ErCu5Sn (табл. 1).

Система Yb-Co-Sn досліджувалась на 41 потрійному сплаві при температурі 670 К, крім того проводились спроби отримати ще 40 сплавів, проте безуспішно. Тому, в зв'зку з особливостями фізико-хімічної взаємодії компонентів, ізотермічний переріз був побудований лише для частини системи (рис. 3). В системі підтверджено існування двох раніше відомих тернарних станідів та знайдено дві нові інтерметалічні сполуки, для одної з яких (Yb0.7Co6Sn6) пораховано кристалічну структуру.Склади та кристалографічні характеристики сполук приведені в таблиці 2.

Для встановлення фазових рівноваг в системі Yb-Ni-Sn було виготовлено 120 потрійних сплавів. В системі при температурах ізотермічного перерізу (770 К до 50 ат.% Стануму та 670 К при вмісті Стануму вище 50 ат.%) підтверджено існування двох відомих станідів YbNiSn та YbNi5-xSn1+x, та встановлено існування 6 нових тернарних сполук (рис. 3, табл. 2). Рентгенограма сполуки приблизного складу Yb30Ni50Sn20 індексується як кубічна з періодом а = 0.7060(2) нм, і могла б належати структурі AuBe5, або похідному від неї типу MgCu4Sn.

Підтверджено існування у невідпалених сплавах сполуки YbNi2Sn, яка при температурі відпалу не утворюється.

В системі Yb-Cu-Sn було виготовлено 85 потрійних сплави, які відпалювались при 670 К. Ізотермічний переріз системи при цій температурі приведений на рис. 4. Підтверджено існування 3 відомих тернарних станідів, для одного з них підтверджена структура та встановлено існування 4 нових сполук, для 3 з яких визначена кристалічна структура. Склади та кристалографічні характеристики сполук приведені в таблиці 2. Не підтверджено існування кількох сполук, описаних в літературі.

Методом порошку порахована кристалічна структура сполуки Yb0.7Co6Sn6. Вона кристалізуєтьсяся в структурному типі (СТ) YCo6Ge6, просторова група (ПГ) P6/mmm, a = 0.53636(3), c = 0.42867(5) нм, Rwp = 3.39%; Yb: 1(a) 0 0 0; Co 3(d): 1/2 0 1/2; Sn1: 2(b) 1/3 2/3 0; Sn2: 2(c) 0 0 0.358(3).

Кристалічна структура сполук Yb0.9(Cu0.55Sn0.45)2, YbCu9+xSn4-x, YbCu5Sn i ErCu5Sn також була порахована методом порошку.

Cполука Yb0.9(Cu0.55Sn0.45)2 кристалізується в СТ AlB2, ПГ P6/mmm, a = 0.45028(3), c = 0.38317(4) нм, Rwp = 9.53 %; Yb: 1(a) 0 0 0; (Cu0.55Sn0.45): 2(b) 1/3 2/3 1/2.

Таблиця 2. Кристалографічні характеристики сполук систем Yb-{Co,Ni,Cu}-Sn

Сполука

СТ

ПГ

Символ Пірсона

Періоди гратки, нм

a

b

c

1

YbCo3Sn

BaLi4

P63/mmc

hP30

0.8741(3)

-

0.7498(6)

2

~Yb40Co40Sn20

структура не визначена

3

Yb0.7Co6Sn6

YCo6Ge6

P6/mmm

hP6

0.5364(1)

-

0.42867(5)

4

Yb3Co4.3Sn12.7

Pr3Rh4Sn13

Pm3n

cP40

0.9528(1)

-

-

1

Yb27Ni63Sn10

структура не визначена

2

YbNi5-xSn1+x

CeCu4.38In1.62

Pnnm

oP56

1.6816(9)

1.0306(3)

0.4817(6)

3

Yb30Ni50Sn20

кубічна

0.7060(2)

-

-

4

Yb15Ni55Sn30

структура не визначена

5

Yb40Ni30Sn30

структура не визначена

6

Yb50Ni20Sn30

структура не визначена

7

YbNiSn

TiNiSi

Pnma

oP12

0.6912(5)

0.4417(3)

0.7572(4)

8

Yb25Ni25Sn50

структура не визначена

YbNi2Sn

MnCu2Al

Fm3m

cF16

0.6663(4)

-

-

1

YbCu4.4+xSn0.6-x

MgCu4Sn

Fd3m

cF16

0.7074(1)

-

-

2

YbCu5Sn

CeCu6

Pnma

oP28

0.8294(1)

0.5031(1)

1.0533(2)

3

YbCu9+хSn4-х

вл.

P63/mmc

hP28

0.5037(1)

-

2.0795(1)

4

YbCu9-xSn4+x

CeNi8.5Si4.5

I4/mcm

oP28

0.8600(3)

-

1.2379(4)

5

Yb0.9(Cu,Sn)2

AlB2

P6/mmm

hP3

0.4503(1)

-

0.3831(1)

6

YbCuSn

TiNiSi

Pnnm

oP12

0.7274(3)

0.4562(5)

0.7825(6)

7

~Yb25Cu40Sn35

структура не визначена

Cтанід YbCu9+xSn4-x описується у власному структурному типі, похідному від СТ CeNi5Sn, ПГ P63/mmc, a = 0.50372(2), c = 2.0795(1) нм, RI = 10.32%; Yb: 2(a) 0 0 0; Sn1: 2(d) 2 1/3 2/3 3/4; Sn2 4(f) 1/3 2/3 0.5821(3); Sn3: 2(c) 1/3 2/3 1/4; Cu1: 12(k) x 2x 0.1408(3), x = 0.1689(7); Cu2: 4(f) 1/3 2/3 0.0405(5); Cu3: 2(b) 0 0 1/4.

Сполуки YbCu5Sn та ErCu5Sn є ізоструктурними і належать до СТ CeCu6, ПГ Pnma. Для YbCu5Sn: a = 0.8294(1), b = 0.50310(8), c = 1.0533(2) нм; Yb: 4(c) 0.2571(14) 1/4 0.4368(10); Sn: 4(c) 0.152(2) 1/4 0.1343(13); Cu1 4(c) 0.312(3) 1/4 0.741(2); Cu2 4(c) 0.083(3) 1/4 0.906(3); Cu3 4(c) 0.413(3) 1/4 0.980(2); Cu4 8(d): 0.435(2) 0.005(2) 0.196(2). Для ErCu5Sn: a = 0.81719(4) нм, b = 0.49505(2) нм, c = 1.05564 нм; Rwp = 5.65%; Er: 4(c) 0.2509(8) 1/4 0.4369(5); Sn: 4(c) 0.1410(7) 1/4 0.1405(6); Cu1: 4(c) 0.3178(13) 1/4 0.7562(10); Cu2: 4(c) 0.058(2) 1/4 0.9011(12); Cu3: 4(c) 0.4058(14) 1/4 0.9827(11); Cu4: 8(d) 0.4252(8) -0.0026(14) 0.1891(9). В положенні 8(d) існує статистичний розподіл атомів Сu i Sn: для ErCu5Sn КЗП = 0.789(14) Cu + 0.211(14) Sn; для YbCu5Sn КЗП = 0.83(3) Cu + 0.17(3) Sn. Встановлено існування ізоструктурного ряду сполук RCu5Sn (R = Gd-Yb), періоди гратки цих сполук приведені в таблиці 3.

Таблиця 3 Періоди та об'єми елементарної комірки сполук RCu5Sn (R = Y, Gd - Yb)

Cполука

Періоди комірки, нм

V, нм3

a

b

c

YCu5Sn

0.8203(3)

0.4975(1)

1.0520(4)

0.4293(1)

GdCu5Sn

0.8235(2)

0.4989(1)

1.0572(3)

0.4343(1)

TbCu5Sn

0.8207(3)

0.4972(1)

1.0555(3)

0.4307(1)

DyCu5Sn

0.8197(3)

0.4964(1)

1.0538(4)

0.4288(1)

HoCu5Sn

0.8183(3)

0.4959(1)

1.0542(3)

0.4278(1)

ErCu5Sn

0.8179(4)

0.49505(2)

1.05564(6)

0.4264(1)

TmCu5Sn

0.8147(1)

0.4932(1)

1.0540(1)

0.4235(1)

YbCu5Sn

0.8294(1)

0.50310(8)

1.0533(2)

0.4395(1)

Досліджено ряд ізоструктурних сполук RNiSn4 (R = Gd-Tm, Lu). Кристалічна структура станіду LuNiSn4 встановлена методом монокристалу, для інших ізоструктурних сполук методом порошку визначені періоди гратки (табл. 4). LuNiSn4 кристалізується у власному СТ (ПГ Ammm), який є представником тривимірних співрозмірно модульованих структур (вектор модуляції 1/2 1/2 1/2). Координати атомів в "усередненій" елементарній комірці приведені в таблиці 5. Модуляції зазнають атоми Стануму Sn4 i Sn5.

Таблиця 4. Періоди та об'єми елементарних комірок сполук RNiSn4

Сполука

Періоди комірки, нм

V, нм3

a

b

c

GdNiSn4

0.4410(1)

2.8325(3)

0.4369(1)

0.5457(3)

TbNiSn4

0.4403(1)

2.8179(3)

0.4363(1)

0.5413(3)

DyNiSn4

0.4397(1)

2.8100(2)

0.4362(1)

0.5389(2)

HoNiSn4

0.4395(1)

2.8011(3)

0.4359(1)

0.5366(3)

ErNiSn4

0.4390(1)

2.7925(4)

0.4357(1)

0.5341(4)

TmNiSn4

0.4395(1)

2.7892(9)

0.4363(1)

0.5340(9)

LuNiSn4

0.4386(1)

2.7742(8)

0.4353(1)

0.5296(8)

Підтверджена структура сполук YbCu4.4+xSn0.6-x (CT AuBe5) та YbCoxSny (склад після уточнення - Yb3Co4.3Sn12.7, CT Pr3Rh4Sn13). Встановлено, що сполука YbCu9-xSn4+x кристалізується в СТ Ce2Ni8.5Si4.5. Проведено перший етап рентгеноструктурного дослідження нового тернарного станіду Er2Ni3Sn2. Встановлено, що структура цієї сполуки належить до гексагональної сингонії (ПГ P63mc) з періодами гратки a = 0.44231(5), c = 1.5315(7) нм. Знайдено також дві ізоструктурні сполуки Tm2Ni3Sn2 та Lu2Ni3Sn2, періоди гратки яких рівні а = 0.44174(6), с = 1.5202(7) нм та а = 0.44053(5), с = 1.5100(5) нм, відповідно.

Таблиця 5 Параметри атомів, ізотропні теплові поправки та коефіцієнти заповнення позицій в структурі LuNiSn4

Атом

ПСТ

x

y

z

Bіз.ґ102, нм2

КЗП

Lu

4i

0

0.6927(1)

0

0.62(2)

1

Sn1

4j

1/2

0.2136(1)

0

0.71(2)

1

Sn2

4j

1/2

0.6076(1)

0

0.75(2)

1

Sn3

4i

0

0.6070(1)

1/2

0.70(2)

1

Sn4

2a

0

0

0

0.66(4)

1

Sn5

2d

1/2

0

1/2

0.69(4)

1

Ni

4j

1/2

0.0485(1)

0

0.54(3)

1

Електричні та магнітні властивості сполук. Для деяких сполук з досліджуваних систем {Er,Yb}-{Co,Ni,Cu}-Sn були виміряні температурні залежності питомого електроопору r та диференціальної термо-е.р.с. a, а також магнітні властивості.

Для ізоструктурного ряду сполук RNiSn4 (R = Gd-Tm, Lu) поміряно залежності r(Т) в інтервалі від 4.2 до 300 К та залежність магнітної сприйнятливості c від температури в інтервалі від 2 до 300 К, а також залежності намагніченості М від прикладеного магнітного поля при різних температурах. Встановлено, що ці сполуки впорядковуються антиферомагнітно при низьких температурах. Вище температури впорядкування залежність c-1(Т) відповідає закону Кюрі-Вейса. Магнітні моменти атомів рідкісноземельних елементів, парамагнітні температури Кюрі та температури Нееля сполук RNiSn4 приведені в таблиці 6. Аналіз графіків М(Н) вказує на існування метамагнітних явищ при температурах нижчих TN, які дещо слабше проявляються в сполуках з Gd i Tb.

Таблиця 6. Магнітні характеристики сполук RNiSn4

Сполука

, K

µеф., µБ

TN, K

GdNiSn4

-47

8.4

26.8

TbNiSn4

-24

10.0

28.6

DyNiSn4

-17

11.0

11.2

HoNiSn4

-13

10.9

11.6

ErNiSn4

-5

9.6

8.8

TmNiSn4

-9

7.7

3.2

Досліджено магнітні властивості для сполук RCo3Sn (R = Gd-Tm). Встановлено, що ці сполуки магнітно впорядковуються при відносно високих температурах (табл. 7). Для сполуки GdCo3Sn спостерігається метамагнетизм в полі 1.2 Тл (Т = 22 К).

Таблиця 7. Температури Кюрі сполук RCo3Sn (R = Gd - Tm)

Сполука

GdCo3Sn

TbCo3Sn

DyCo3Sn

HoCo3Sn

ErCo3Sn

TmCo3Sn

TC, K

130

86

57

32

24

10

Для сполук R3Co6Sn5 (R = Y, Gd-Tm) виміряно залежність c(Т) в інтервалі від 80 до 500 К. Для сполук з Y, Gd, Er виміряні також залежності a(T) в інтервалі 80 - 380 К, а для сполук з Y i Er - температурні залежності питомого електроопору в інтервалі від 4 до 300 К. Магнітна поведінка цих сполук відповідає модифікованому закону Кюрі-Вейса. На графіках r(Т) сполук Y3Co6Sn5 i Er3Co6Sn5 не спостерігається аномалій, що могли б вказувати на існування магнітних перетворень в дослідженому температурному інтервалі. Диференціальна термо-е.р.с. досліджених сполук є невеликою і змінюєтся в інтервалі від -5 до -18 mV/К.

Магнітна сприйнятливість сполук RCu5Sn (R = Gd-Yb) поміряна в інтервалі від 4 до 300 К. Магнітна сприйнятливість сполуки YbCu5Sn не залежить від температури, що вказує на двовалентний стан Yb в цій сполуці. Залежність c-1(Т) для інших досліджених сполук при високих температурах відповідає закону Кюрі-Вейса. При низьких температурах ці тернарні станіди (крім сполук з Tm) впорядковуються антиферомагнітно. Магнітні характеристиики сполук RCu5Sn приведені в таблиці 8.

Tаблиця 8. Магнітні характеристики сполук RCu5Sn (R = Gd - Tm)

Сполука

TN, K

qP, K

mеф., mБ

GdCu5Sn

14.0

-24.6

8.60

TbCu5Sn

20.5

-15.0

10.10

DyCu5Sn

13.0

0

10.90

HoCu5Sn

5.0

-10.0

10.90

ErCu5Sn

2.0

-3.0

9.76

TmCu5Sn

-

0

7.66

Питомий електроопір сполуки YbCu4.7Sn0.3, поміряний в інтервалі від 4 до 300 К, вказує, що ця сполука є фазою Кондо. Підтвердженням цьому є графік r(T) в напівлогарифмічних координатах (рис. 5а), при цьму спостерігається прямолінійна ділянка, що відповідає закону Кондо. В температурному інтервалі 25 - 100 К залежність r(T) описується законом Блоха-Грюнайзена з поправкою на ефект Кондо. Пораховані за цим законом значення температури Дебая та коефіцієнта Кондо рівні qD = 261 K, cK = 12.14 Ом м 10-8. Магнітна сприйнятливість сполуки YbCu4.7Sn0.3 при високих температурах описується законом Кюрі-Вейса, значення mеф.= 4.25 mБ вказує на близькість Ітербію в цій сполуці до валентного стану +3.

Для сполуки Yb3Co4.3Sn12.7 встановлено існування переходу в надпровідний стан при 3.4 К (рис. 5б). Дослідження електроопору цієї сполуки в магнітних полях до 2.5 Тл показало, що температура переходу в надпровідний стан понижується із зростанням магнітного поля і при 2.5 Тл надпровідний стан зникає (вставка до рис. 5б). Магнітна сприйнятливість вище температури переходу в надпровідний стан слабо росте з пониженням температури, при 3 К її значення різко зростає. На залежності М(Н) спостерігається ефект Мейснера в слабких полях.

В четвертому розділі проведено загальний огляд досліджених потрійних систем {Er,Yb}- {Co,Ni,Cu}-Sn, їх порівняння між собою та зі спорідненими системами R-M-X, де R - рідкісноземельний елемент, М = Сo,Ni,Cu, X = Sn, Sb, Ge. Розглянуто вплив зонної структури та

розмірного фактору на характер взаємодії компонентів в досліджуваних системах, проведено кристалохімічний аналіз сполук, обговорено фізичні властивості досліджених сполук. Варто відмітити наступні закономірності, які мають місце в досліджених системах {Er, Yb}-{Co, Ni, Cu}-Sn:

- Найбільше тернарних сполук утворюється в системах з Ni;

- Більшість тернарних сполук утворюється в області з великим вмістом перехідного елементу та в центральній частині ізотермічних перетинів діаграм стану систем. Для систем з Er типовим є також утворення складних довгоперіодичних структур в області з великим вмістом Стануму;

- Велика різниця в розмірах атомів компонентів, що входять до складу досліджених систем, приводить до відсутності, або незначної протяжності областей гомогенності як тернарних сполук, так і твердих розчинів на основі бінарних сполук.

Привертає увагу подібність між системами {Er, Yb}-{Co, Ni, Cu}-Sn та R-{Co, Ni, Cu}-Sn. Найбільш подібними між собою є системи з Er та іншими рідкісноземельними елементами ітрієвої підгрупи. Кількість сполук, що утворюються в цих системах, приведена в таблиці 9.

Таблиця 9. Кількість інтерметалічних сполук в досліджених системах R-{Co, Ni, Cu}-Sn (- відомостей немає)

Ce

Pr

Nd

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Co

5

32

42

7

-

9

7

82

72

7

72

42

8

Ni

10

82

82

62

-

15

72

52

62

10

62

8

12

Cu

9

11

9

7

-

6

52

42

42

3

32

73

3

1 Досліджені в цій роботі системи позначені сірим кольором

2 Система досліджена не повністю

3 Згідно інших літературних даних в системі утворюється 10 сполук

Помітно, що кількість сполук в системах з Co зростає при переході від легких рідкісноземельних елементів до важких, в той час як в системах з Купрумом спостерігається зворотна картина. Для систем R-{Co,Ni,Cu}-Sn характерним є утворення рядів ізоструктурних сполук.

Порівняння досліджених систем зі спорідненими системами, що містять Ge i Sb, показує, що, як правило, кількість сполук зростає при заміні Sn на Ge і зменшується при заміні Sn на Sb. Кількість сполук в системі Yb-Cu-Sn (7) перевищує кількість сполук в системі Yb-Cu-Ge (4), що може бути пов'язано з особливостями валентної поведінки Yb в системі Yb-Cu-Sn.

Досліджені системи {Er, Yb}-{Co, Ni, Cu}-Sn характеризуються великою різноманістю структурних типів сполук, які в них утворюються. З 39 відомих в цих системах сполук на даний момент кристалічна структура досліджена для 26. Ці 26 сполук кристалізуються в 19 структурних типах. Згідно з прийнятою класифікацією координаційних многранників атомів меншого розміру структурні типи тернарних станідів належать до чотирьох класів: ромбододекаедричного, ікосаедричного, тетрагонально- антипризматичного, тригонально-призматичного. Практично у всіх досліджених структурах спостерігається скорочення атомних віддалей Sn - 3d-елемент: dSn-Ni = 0.257 нм в сполуці ErNiSn4, dCu-Sn = 0.255 нм в сполуці YbCu9+xSn4x, dCu-Sn = 0.262 нм в сполуці ErCu5Sn, в той час як сума атомних радіусів rCu + rSn = 0.268 нм. Скороченими також є і відстані між атомами рідкісноземельних елементів і Стануму та перехідними металами. Помітно також, що в кристалохімічному аспекті Sn часто проявляє властивості, близькі до властивостей атомів перехідних металів. Це видно з того, що при пониженні вмісту Стануму його КЧ стає близьким до КЧ атомів меншого розміру.

В зв'язку зі зміною валентного стану може змінюватись і ефективний радіус Yb в різних станідах. Ця зміна помітно відображається на розмірах елементарних комірок сполук в ізоструктурних рядах, до складу яких вони входять. В сполуці YbNiSn Yb знаходиться в тривалентному стані. Відповідно, згідно явища лантаноїдного стиску атомів рідкісноземельних елементів зі збільшенням їх порядкового номеру, об'єм елементарної комірки YbNiSn є меншим ніж ErNiSn (VYbNiSn = 0.232 нм3, VErNiSn = 0.235 нм3). В ізоструктурному ряді сполук RCu5Sn навпаки, об'єм елементарної комірки сполуки YbCu5Sn є більшим ніж об'єми в інших сполуках.

Досліджені тернарні станіди за їх магнітними властивостями можна поділити на три групи. Перша - це сполуки, що містять немагнітні лантаноїди, до неї входять і сполуки, в яких Ітербій є двовалентним. Друга група - сполуки, які є ланжевенівськими парамагнетиками до низьких температур (~25 K), нижче яких вони зазнають магнітного впорядкування, як правило, антиферомагнітного. До третьої групи відносяться сполуки RCo3Sn, що впорядковуються феромагнітно при відносно високих температурах.

Висновки

1. Методами рентгенофазового і рентгеноструктурного аналізів вперше встановлено характер взаємодії компонентів в системах {Er,Yb}- {Co,Ni,Cu}-Sn. Побудовані ізотермічні перерізи діаграм стану систем Er-{Co,Ni,Cu}-Sn i Yb-Cu-Sn при 670 К, системи Yb-Ni-Sn при 670 К (вміст Sn більше 50 ат. %) і 770 К (до 50 ат. %) в повному концентраційному інтервалі та ізотермічний переріз діаграми стану системи Yb-Co-Sn при 670 К до ізоконцентрати Ітербію 40 ат.%.

2. В досліджених системах підтверджено існування 21 тернарної сполуки та знайдено 18 нових тернарних сполук, для 9 з яких визначено кристалічну структуру. Структуру сполуки LuNiSn4 досліджено методом монокристалу. Структура сполуки Er2Ni3Sn2 знаходиться в стадії дослідження.

3. В споріднених системах R-{Ni, Cu}-Sn встановлено існування 16 тернарних ізоструктурних сполук, для яких визначена кристалічна структура і пораховані періоди елементарної комірки. Встановлено, що сполуки LuNiSn4 та YbCu9+хSn4-х є новими структурними типами. Структурний тип LuNiSn4 є одним з перших представників модульованих структур серед тернарних інтерметалідів.

4. В досліджених системах не виявлено твердих розчинів на основі бінарних сполук. Тернарний станід YbCu4.4+xSn0.6-х характеризується невеликою областю гомогенності - х = 0 - 0.3. Для інших сполук в системах {Er, Yb}- {Co, Ni, Cu}-Sn не виявлено існування помітних областей гомогенності. Для сполук RCu5Sn (R = Er,Yb) встановлено незначне (~1 ат. %) відхилення від стехіометрії.

5. Досліджено температурні залежності магнітної сприйнятливості сполук, що належать до ізоструктурних рядів R3Co6Sn5 в інтервалі 80 - 500 К, RNiSn4 i RCu5Sn в інтервалі 4-300 К (R = Sm - Lu). Для сполук RCo3Sn, RNiSn4 поміряно залежності намагніченості від напруженості магнітного поля при різних температурах. Визначено температури впорядкування, ефективні магнітні моменти та парамагнітні температури Кюрі. Встановлено, що сполуки RCo3Sn можуть магнітно впорядковуватися при порівняно високих температурах (до 130 К).

6. Значення питомого електроопору сполук RNiSn4 та Y3Co6Sn5 i Er3Co6Sn5 є невеликими і вказують на металічну провідність цих станідів. З залежності r(Т) сполуки LuNiSn4 пораховано значення температури Дебая для цієї сполуки, qD = 220±30 К. Диференціальна термо-е.р.с. відносно міді сполук R3Co6Sn5 (R = Gd, Y, Er) поміряна в інтервалі 80 - 380 К. Вона має невеликі негативні значення. На залежностях a(Т) сполук Er3Co6Sn5 i Gd3Co6Sn5 спостерігаються аномалії у вигляді розмитих максимумів при 100 К і 290 К, відповідно. Сполука YbCu4.7Sn0.3 є Кондо-системою без магнітного впорядкування. Станід Yb3Co4.3Sn12.7 проявляє надпровідні властивості при низьких (Т = 3.4 К) температурах.

7. Проведено порівняння ізотермічних перерізів діаграм стану досліджених систем між собою і з спорідненими системами R-{Co,Ni,Cu}-{Sn,Ge}. Максимальне число сполук утворюється в системах з Ni. При заміні Ge на Sn кількість сполук зменшується (за винятком системи Yb-Cu-Sn), не утворюються тверді розчини та області гомогенності тернарних сполук.

8. Проаналізовано валентний стан Ітербію в досліджених системах. В системах Yb-{Co,Ni}-Sn спостерігаються сполуки з тривалентним станом атомів Yb. В системі Yb-Cu-Sn Yb знаходиться переважно в двовалентному стані, що приводить до збільшення кількості сполук та зміни їх структури порівняно з іншими системами R-Cu-Sn.

Роботи, опубліковані по темі дисертації

1. Skolozdra R.V., Mudryk J.S., Akselrud L.G., Fruchart D., Gignoux D., Pierre J., Romaka L.P., Schmitt D. New RNiSn4 compounds (R = rare earth): crystal structure of new LuNiSn4 type, magnetic and transport properties//J. Alloys Comp. - 2000. - Vol. 296. - P. 303-311.

2. Skolozdra R.V., Mudryk Ya.S., Romaka L.P. The ternary Er-Co-Sn system//J. Alloys Comp. - 2000. - Vol. 296. - P. 290-292.

3. Senkovska I.V., Mudryk Ya.S., Romaka L.P., Bodak O.I. {Sm, Er}-Cu-Sn ternary systems//J. Alloys Comp. - 2000. - Vol. 312. - P. 124-129.

4. Mudryk J., Fruchart D., Gignoux D., Romaka L.P., Skolozdra R.V. Magnetic properties of the RCo3Sn (R = Sm - Tm) compounds//J. Alloys Comp. - 2000. - Vol. 312. - P. 9-11.

5. Dremov R.V., Koblyuk N., Mudryk Ya.,Romaka L., Sechovsky V. Electrical resistivity and magnetism in some ternary intermetallics//J. Alloys Comp. - 2001. - Vol. 317-318. - P. 293-296.

6. Mudryk Ya., Isnard O., Romaka L., Fruchart D. Crystal structure and magnetic properties of RCu5Sn compounds (R - Y, Gd-Yb)//Solid State Commun. - 2001. - Vol. 119. - P. 423 - 427.

7. Mudryk J., Fruchart D., Gignoux D., Romaka L.P., Skolozdra R.V. - Magnetic properties of the RCo3Sn (R = Sm - Tm) compounds//Abstr. 7th European Magnetic Materials and Applications Conference. - Zaragoza. - 1998. - Fr-P79.

8. Мудрик Я., Ромака Л.П. - Потрійна система Er-Cu-Sn//Тези конференції "Львівські хімічні читання". - Львів. - 1999. - С. 17.

9. Mudryk Ya., Romaka L., Konyk M., Bodak O. Ternary Er-Ni-Sn system//Seventh International Conference of Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds. September 22-29. - Lviv. - 1999. - P.B14.

10. Dremov R.V., Koblyuk N., Mudryk Ya., Romaka L., Sechovsky V. - Electrical resistivity of novel rare-earth intermetallics//Abstr. 13th International Conference on Solid Compounds of Transition Elements. - Stresa. - 2000. - P-A38.

11. Mudryk Ya.S., Romaka L.P., Gorelenko Yu.K., Bodak O.I. - Magnetic properties of R3Co6Sn5 (R = Y, Sm-Tm) compounds//Abstr. ICFE'4. - Madrid. - 2001. - P. DP4.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Класифікація металів, особливості їх будови. Поширення у природі лужних металів, їх фізичні та хімічні властивості. Застосування сполук лужних металів. Сполуки s-металів ІІА-підгрупи та їх властивості. Види жорсткості, її вимірювання та усунення.

    курсовая работа [425,9 K], добавлен 09.11.2009

  • Ізомерія - явище просторове і структурне, що визначається особливостями структури молекули і порядком зв'язку атомів. Фізичні константи і фізіологічні властивості геометричних ізомерів. Оптична активність органічної сполуки. Ізомерія комплексних сполук.

    реферат [124,6 K], добавлен 20.07.2013

  • Залежність магнітної сприйнятливості різних речовин від температури. Ядерний магнітний момент. Додатні значення магнітної сприйнятливості парамагнітних матеріалів. Магнітні властивості електронів, ядер, атомів. Природа діа-, пара- і феромагнетизму.

    реферат [420,2 K], добавлен 19.12.2010

  • Властивості речовин для обробки паперу, що збільшують стійкість графітних написів. Огляд компонентів для обробки паперу. Варіанти стійких до стирання водостійких чорнил. Взаємодія сполук та хімічних реактивів для написів, особливості їх видалення.

    презентация [1,9 M], добавлен 09.11.2014

  • Характеристика і практичне застосування дво- та трикомпонентних систем. Особливості будови діаграм стану сплавів. Шляхи первинної кристалізації розплаву. Точки хімічних сполук, евтектики та перитектики. Процес ліквації і поліморфних перетворень в системі.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 27.03.2014

  • Значення і застосування препаратів сполук ртуті у сільськогосподарському виробництві, в різних галузях промисловості та побуті. Фізичні і хімічні властивості сполук ртуті. Умови, що сприяють отруєнню. Клінічні симптоми отруєння тварин різних видів.

    курсовая работа [34,2 K], добавлен 19.06.2012

  • Характеристика схильності сполук до хімічних перетворень та залежність їх реакційної здатності від атомного складу й електронної будови речовини. Двоїста природа електрона, поняття квантових чисел, валентності, кінетики та енергетики хімічних реакцій.

    контрольная работа [32,1 K], добавлен 30.03.2011

  • Фізичні та хімічні властивості боранів. Різноманітність бінарних сполук бору з гідрогеном, можливість їх використання у різноманітних процесах синтезу та як реактивне паливо. Використання бору та його сполук як гідриручих агентів для вулканізації каучука.

    реферат [42,4 K], добавлен 26.08.2014

  • Загальна характеристика лантаноїдів: поширення в земній корі, фізичні та хімічні властивості. Характеристика сполук лантаноїдів: оксидів, гідроксидів, комплексних сполук. Отримання лантаноїдів та їх застосування. Сплави з рідкісноземельними елементами.

    курсовая работа [51,8 K], добавлен 08.02.2013

  • Поняття ароматичних вуглеводних сполук (аренів), їх властивості, особливості одержання і використання. Будова молекули бензену, її класифікація, номенклатура, фізичні та хімічні властивості. Вплив замісників на реакційну здатність ароматичних вуглеводнів.

    реферат [849,2 K], добавлен 19.11.2009

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.