ФАЗОВІ РІВНОВАГИ У ПОЧЕТВІРНІЙ СИСТЕМІ La-Li-Ni-Ge ЗА ТЕМПЕРАТУРИ 400 °С
DOI:
https://doi.org/10.32782/pcsd-2025-1-7Ключові слова:
Лантан, Літій, Нікель, Германій, фазові рівноваги, синтез, структура, твердий розчинАнотація
У роботі за допомогою рентгенівського Х-променевого, фазового і структурного аналізів та енергодисперсійної Х-променевої спектроскопії проведено вивчення взаємодії компонентів у системі La-Li-Ni-Ge в області LaGeLiGeNiGeGe. Сплави отримували шляхом плавлення стехіометричних кількостей складових елементів, після чого відпалювали при температурі 400 °С на протязі 480 годин. Ідентифікацію, розрахунок та індексування дифрактограм, уточнення параметрів елементарних комірок виконували з використанням пакетів програм LАТСОN, POWDER CELL-2.3. та WinCSD. Визначення та уточнення кристалічної структури методом порошку виконували за допомогою програми FullPro. Для експериментального визначення кількості Літію було використано метод полуменевої фотометрії. Для встановлення фазового складу цілого ряду отриманих зразків почетвірної системи використано метод енерго-дисперсивної рентгенівської спектроскопії (EDX). У експериментально дослідженій ділянці вперше виявлено, що на перерізі між потрійними сполуками LaLiGe2 та LaNiGe2 спостерігаються обмежені тверді розчини заміщення складів LaLixNi1 - xGe2 (x = 0–0.31) (структурний тип СеNiSi2, символ Пірсона oS16, просторова група Cmcm, a = 0.4307–0.4309; b = 1.6905–1.6919; с = = 0.4237– 0.4239 нм) та LaLi1 - xNixGe2 (x = 0–0.32) (структурний тип CaLiSi2, символ Пірсона oP16, просторова група Pnma, a = 0.7851–0.7836; b = 0.4010–0.3997; с = 1.0884–1.0866 нм). На основі тернарної фази La2LiGe6 встановлено мінімальну розчинність Нікелю і відповідно утворення при цьому твердого розчину складу La2Li1 - xNixGe6 (x = 0–0.24) (структурний тип Pr2LiGe6, символ Пірсона oS18, просторова група Cmmm, a = 0.4187–0.4185; b = 2.1113–2.1110; с = 0.4391–0.4390 нм). Межі виявлених твердих розчинів було встановлено за графіками зміни об’єму елементарних комірок при заміщенні Літію на Нікель і навпаки. Підтверджено існування п’яти тернарних сполук (LaNiGe2, LaNiGe3, LaNi0.5Ge1.5, LaLiGe2, La2LiGe6). Тетрарні сполуки точкового складу у в області проведеного експерименту не утворюються.
Посилання
Laffargue D., Bourée F., Chevalier B., Etourneau A., Roisnel T. Magnetic structure of the antiferromagnetic Kondo stannide Ce2Ni2Sn. Phys. B. 1999. Vol. 259/261. P. 46–47. doi:10.1016/s0921-4526(98)00734-0
Schobinger Papamantellos P., André G., Rodriguez Carvajal J., Buschow K. H. J., Durivault L. Magnetic ordering of CeNi0.78Sn2 and Ce3Ni2Sn7 compounds by neutron diffraction. J. Alloys Compd. 2001. Vol. 325. P. 29–36. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(01)01358-5
Mudryk Y. S., Kaczorowski D., Romaka L. P., Bodak O. I., Grytsiv A. V., et al. Physical properties and superconductivity of skutterudite-related Yb3Co4.3Sn12.7 and Yb3Co4Ge13. J. Phys.: Condens. Matter 2001. Vol. 12. P. 7391-7402. DOI: https://doi.org/10.1088/0953-8984/13/33/319
Павлюк В. В., Бодак О. І., Кеворков Д. Г., Печарський В. К. Дослідження твердих розчинів LaLixCu2 - xSi2 та LaLixCu2 - xGe2 в системах {La, Ce}-Li-Cu-{Si, Ge} при 470 К. Доп. АН України. 1993. № 9. С. 87–89.
Матвіїшин Р.І. Взаємодія Ербію із перехідними металами (Co, Ni), Літієм та р-елементами IV групи (Si, Ge). Автореф. дис. канд. хім. наук. Львів, 2009.
Pavlyuk V., Stetskiv A., Rozdzynska-Kielbik B. The isothermal section of the phase diagram of Li – La – Ge system at 400 °C. Intermetallics. 2013. Vol. 43, P. 29-37. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2013.07.002
Schuster H. U., Czybulka A. Die phase Li2CeGe. Z. Naturforsch. 1974. Bd. 29B. S. 9-10. https://doi.org/10.1515/znb-1974-9-1012
Jung Y., Nam G., Jeon J., Kim Y., You T. S. Crystal structure and chemical bonding of novel Li-containing polar intermetallic compound La11Li12Ge16. J. of Solid State Chemistry. 2012. Vol. 196. P. 543-549. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jssc.2012.07.034
Fornasini M. L., Palenzona A., Pani M. Crystal chemical features of ternary phases in the R–Li–Ge (R – rare earth element) systems. Intermetallics. 2012. Vol. 31. P. 114–119. DOI: https://doi.org/10.1016/j.intermet.2012.06.011
Nam G., Jeon J., Kim Y., Kang S. K., You T.56S. Combined effect of chemical pressure and valence electron concentration through the electron-deficient Li substitution on the RE4LiGe4 (RE = La, Ce, Pr, and Sm) system. J. of Solid State Chemistry. 2013. Vol. 205. P. 10–20. DOI: https://doi.org/10.1016/J.JSSC.2013.06.027
Zhuang Y., Hu Z., Liu J., Lü J., Yan J. The 523 K isothermal section of La–Ni–Ge ternary system phase diagram. J. Alloys Compd. 2005. Vol. 387. P. 239-242. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.06.065
Morozkin A. V., Seropegin Yu. D., Gribanov A. V., Sviridov I. A., Kurenbaeva J. M. Analysis of the melting temperatures of RTX2 (CeNiSi2 structure) and RT2X2 (CeGa2Al2 structure) compounds [R = La, Ce, Sm, Er, Tm; T = Fe, Co, Ni; X = Si, Ge]. J. Alloys Compd. 1998. Vol. 264. P. 190–196. https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00231-4
Guloy A.M., J.D. Corbett. The Lanthanum-Germanium System. Nineteen Isostructural Interstitial Compounds of the La5Ge3. Inorg. Chem. 1993. Vol. 32. P. 3532–3540. DOI: https://doi.org/10.1021/ic00068a025
Gold C., Scheidt E. W., Gross P., Peyker L., Eickerling G. Interplay between crystal field splitting and Kondo effect in CeNi9Ge4 - xSix. J. Phys.: Condens. Matter. 2012. Vol. 24. P. 1–12. DOI: https://doi.org/10.1088/0953-8984/24/35/355601
Anand V. K., Hossain Z., Geibel C. Magnetic and transport properties of PrTGe3 (T = Ni, Rh). Solid State Commun. 2008. Vol. 146. P. 335–339. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ssc.2008.02.023
Buchholz W., Schuster H. U. Intermetallische Phasen mit B35-Überstruktur und Verwandtschaftsbeziehung zu LiFe6Ge6. Z. Anorg. Allg. Chem. 1981. Vol. 482. P. 40–48.
Schwarzenbach D. Program LATCON: refine lattice parameters. Lausanne: University of Lausanne, 1966.
Kraus W., Nolze G. PowderCell for Windows. Berlin: Federal Institute for Materials Research and Testing, 1999.
Akselrud L. G., Grin Yu. N. WinCSD: software package for crystallographic calculations (Version 4). J. Fppl Crystallogr. 2014. Vol. 47. P. 803–805. DOI: https://doi.org/10.1107/S1600576714001058
Rodriguez-Carvajal J. FULLPROF: A Program for Rietveld Refinement and Pattern Matching Analysis, version 3.5d; Laboratoire Léon Brillouin (CEA–CNRS): Saclay, France, 1998.
Stetskiv A. O., Havryshchuk L. M. Interaction of components in the La-Li-Ni-Si system at a temperature of 400 °С. SWorldJournal. 2024. Issue 24, Part 2. P. 60–67. URL: https://www.sworldjournal.com/index.php/swj/issue/view/swj24-02/swj24-02
