LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Потрійні системи {Gd, Tb, Er}-Mn-Al (фазові рівноваги, кристалічні структури та фізичні властивості сполук)

металографічного мікроскопа NEOPHOT – 30 при різних збільшеннях. Деякі мікроструктури фотографували.

Питомий електричний опір (ρ) в інтервалі температур 4-300 К вимірювався класичним чотиризондовим методом з чотирма притискаючими мідними контактами. Для проведення вимірювання із сплавів з допомогою алмазної пилки вирізали зразки у формі паралелепіпедів довжиною не менше 5 мм, шириною не менше 1 мм. Для охолодження та термостатування використовувався гелієвий кріостат. Для дослідження магнетоопору використовувався кріостат (CRYOGENICS) з надпровідною магнітною обмоткою, що створювала магнітні поля 0 - 14 Тл. Це устаткування дозволяло також проводити поміри питомого електроопору та магнетоопору при температурах < 4,2 K (температури кипіння рідкого гелію). Для цього використовувалося охолодження за допомогою ізотопу 3He. Таким чином досягалась температура до 0,5 К. Для вимірювання питомого електроопору під тиском використовували поршневі комірки гідростатичного тиску LC20 (фірма UNIPRESS). Тиск створювався шляхом стискування "середовища передачі" (силіконової олії, чи спирту), в якому знаходився тримач із досліджуваним зразком. Така комірка дозволяла створювати тиск до 50 кБар. Магнітну сприйнятливість в інтервалі температур 2–300 К досліджували екстракційним методом з використанням сасцептометра AC-Susceptometer Modell 7000 (фірми Lake Shore Criotronics, Inc.), а намагніченість – з допомогою магнетометра RF–SQUID–Magnetometer S603 (фірми CRYOGENICS).

У третьому розділі представлено результати дослідження потрійних систем
{Gd, Tb, Dy, Ho, Er}-Mn-Al при 870 К, вивчення кристалічної структури знайдених сполук, дослідження фізичних властивостей тернарних алюмінідів.

РЕЗУЛЬТАТИ ЕКСПЕРИМЕНТУ

Система Gd-Mn-Al досліджена на 132 сплавах. Побудовано ізотермічний переріз діаграми стану у повному концентраційному інтервалі при 870 К (рис. 1). Бінарні сполуки GdMn12 та Gd6Mn23 розчиняють близько 5 ат.% Al. Підтверджено існування неперервного ряду твердих розчинів (НРТР) GdMnxAl2-x (0 x 2) на основі ізоструктурних бінарних фаз GdAl2 та GdMn2 (CT MgCu2). У системі утворюються три тернарні фази. Підтверджено існування сполук із структурами типів ThMn12 та Th2Zn17. Для цих алюмінідів вперше виявлено існування протяжних областей гомогенності та встановлено їх межі: GdMnxAl12-x (2,6 x 6,1), Gd2MnxAl17-x (6,6 x 12,2). Вперше синтезовано та досліджено кристалічну структуру нової тернарної фази змінного складу Gd2-yMnxAl17-x (0 y 0,15; 13,0 x 15,1) (СТ Th2Ni17). Кристалохімічні характеристики сполук представлено у табл. 1.

Система Tb-Mn-Al досліджена на 122 сплавах. Побудовано ізотермічний переріз діаграми стану у повному концентраційному інтервалі при 870 К (рис. 1). Cполука Tb6Mn23 розчиняє до 5 ат.% Al. Підтверджено існування НРТР TbMnxAl2-x (0 x 2) на основі ізоструктурних бінарних фаз TbAl2 та TbMn2 (CT MgCu2). У системі підтверджено існування тернарних сполук із структурами типів ThMn12 та Th2Zn17. На відміну від літературних даних виявлено, що ці алюмініди мають протяжні області гомогенності TbMnxAl12-x (2,3 x 7,2), Tb2MnxAl17-x (8,5 x 10,2). Вперше встановлено існування та кристалічну структуру нової тернарної фази змінного складу Tb2-yMnxAl17-x (0 y 0,23; 13,2 x 15,2) (CT Th2Ni17). Кристалохімічні характеристики сполук представлено у табл. 1.


Рис. 1. Ізотермічні перерізи діаграм стану системи Gd-Mn-Al при 870К (сполуки: 1 - GdMnxAl12-x
(2,6 x 6,1), 2 - Gd2MnxAl17-x (6,6 x 12,2), 3 - Gd2-yMnxAl17-x (0 y 0,15; 13,0 x 15,1) і Tb-Mn-Al при 870К (сполуки: 1 - TbMnxAl12-x (2,3 x 7,2), 2 - Tb2MnxAl17-x (8,5 x 10,2). 3 - Tb2-yMnxAl17-x (0 y 0,23; 13,2 x 15,2).

Системи {Dy,Ho}-Mn-Al досліджені на 186 сплавах. Побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану в областях 0-33,3 ат. % R (R = Dy, Ho) при 870 К (рис. 2). Максимальна розчинність Al в RMn12, R6Mn23 не перевищує 3-5 ат. % при 870 К. Підтверджено існування НРТР RMnxAl2-x (0 x 2) між ізоструктурними фазами RAl2 та RMn2 (СТ MgCu2). У системах утворюється по три тернарні фази. Вперше встановлено, що сполуки із структурою типів ThMn12 та Th2Zn17 не постійного складу, як згадувалось у літературі, а мають протяжні області гомогенності: DyMnxAl12-x (2,3 x 4,9), HoMnxAl12-x (2,3 x 5,5), Dy2MnxAl17-x (9,5 x 10,8), Ho2MnxAl17-x (8,5 x 9,4). Вперше синтезовано та досліджено кристалічну структуру двох нових тернарних фаз змінного складу Dy2-yMnxAl17-x (0 y 0,2; 11,9 x 14,6) та Ho2-yMnxAl17-x (0 y 0,2; 11,5 x 14,2) (СТ Th2Ni17). Кристалохімічні характеристики сполук представлено у табл. 1.

Система Er-Mn-Al. Побудовано ізотермічний переріз діаграми стану у повному концентраційному інтервалі при 870 К (рис. 2). Фазові рівноваги системи Er-Mn-Al при 870К визначено на основі дослідження 100 сплавів (рис. 2). Розчинність Mn в бінарних алюмінідах відсутня, за винятком сполуки ErAl2. Підтверджено існування на основі цієї фази протяжного твердого розчину заміщення ErMnxAl2-x (0 x 1,91) (СТ MgCu2). Встановлено, що сполука ErMn12 розчиняє близько 8 ат.% Al. У системі підтверджено існування тернарних сполук типів ThMn12 і Th2Zn17. Однак, на відміну від літературних даних, вперше встановлено, що ці сполуки мають області гомогенності: ErMnxAl12-x (2,8 x 7,4), Er2MnxAl17-x (9,0 x 9,3). Вперше встановлено існування та досліджено кристалічну структуру нової тернарної сполуки змінного складу Er2-yMnzMnxAl17-x (0 y 0,27; 0 z 0,54; 11,3 x 14,1) (СТ Th2Ni17 або близькоспоріднений Dy2-xAgy(Ag0,44Al0,56)17 (x=0,26, y=0,25). Кристалохімічні характеристики сполук представлено у табл. 1.





Рис. 2. Ізотермічні перерізи діаграм стану систем {Dy, Ho}-Mn-Al в областях 0-33,3 ат.% R (R = Dy, Ho} при 870К (сполуки: 1 - DyMnxAl12-x (2,3 x 4,9), HoMnxAl12-x (2,3 x 5,5);
2 - Dy2MnxAl17-x (9,5 x 10,8), Ho2MnxAl17-x (8,5 x 9,4); 3 - Dy2-yMnxAl17-x (0 y 0,2;
11,9 x 14,6), Ho2-yMnxAl17-x (0 y 0,2; 11,5 x 14,2) та системи Er-Mn-Al у повному концентраційному інтервалі при 870К (сполуки: 1 - ErMnxAl12-x (2,8 x 7,4), 2-Er2MnxAl17-x (9,0 x 9,3), 3 - Er2-yMnzMnxAl17-x (0 y 0,27; 0 z 0,54; 11,3 x 14,1)



Таблиця 1.

Кристалохімічні характеристики тернарних сполуксистеми {Gd, Tb, Dy, Ho, Er}-Mn-Al

Сполука

СТ

ПГ

СП

Періоди комірки, нм.






a

с

1

GdMnxAl12-x

(2,6 x 6,1)

ThMn12

I4/mmm

tI26

0,8905(4)...

0,8830(3)

0,5143(3)...

0,5103(3)

2

Gd2MnxAl17-x

(6,6 x