Т Міка, Ю Вербовицький, О Мякуш - Фазові рівноваги у системі gtl-v-al при 500с - страница 1

Страницы:
1 

я/с тік льпш. ун-ту

Серія хімічна 2004. Віт. 44 С. 18-22

! 1SXYK ІМУ І МІ Ser. Шт. 2004. № 44. P. 18-22

УДК 548.736.4

 

ФАЗОВІ РІВНОВАГИ У СИСТЕМІ Gtl-V-Al ПРИ 500"С

Т. Міка, Ю. Всрбовицькиіі, О. Мякуш, Б. Котур

Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Кирила і Мефобія, 6, 79005 Львів, Україна e-mail: koturdvfranko. Iviv. иа

Методом решти юфаювої о аналізу побудовано ізотермічний переріз діаграми стану системі Gd-V-ЛІ при 500°С. Підтверджено існування тернарних сполук GdV3Al3o (сіруктуріши тип СеСг3АІ1(І) та Gd^VjAlo (сіруктурішй тілі Но^Мо,АЬз,)- За допомого» повнопрофільного аналізу дифрактограми порошка уточнено кристалічну структуру тсрнарної сполуки Gdi.,V2.yAlM (х=0,09; y=0J 1).

Ключові слова: фатові рівноваги, потрійна система, тернарна сполука, кристалічна структура, рідкісною мел ьний метал

Дослідження діаграм стану' систем із рідкісноземельними (РЗМ) металами цікавлять дослідників, тому їх можна використовувати як модифікуючі добавки до металів і сплавів, а також пошуком нових металічних матеріалів із специфічними фізичними (магнітними, електричними, надпровідними) чи хімічними властивостями. Особливо зацікавлюють системи R-M-X. де R - РЗМ, М - перехідний d-елемент. X - р-слемент За групи.

Мета нашої праці - вивчити взаємодію компонентів у системі Gd-V-AI. побудувати ізотермічний переріз діаграми стану системи та дослідити кристалічну структуру виявлених тернарних сполук.

До цього часу досліджували лише окремі сплави системи стосовно утворення поструктурних сполук, виявлених у споріднених системах. У літературі є дані про існування в системі Gd-V-Al двох тернарних сполук: GdV:Al2i, (структурний тип СсСг2АЬо) [1,21 та GdfiV4Al.,j (структурний тип Но6Мо^М,,і) [3].

Дія виготовлення сплавів використовували метали із вмістом основного компонента (мас.%): гадоліній (Gd) - 99.99. ванадій (V) - 99.99. алюміній (А1) - 99.997. Зразки готу вали сплавлянням шихти ч вихідних компонентів в електродуговій печі на мідному водоохолоджуваному поді з вольфрамовим електродом в атмосфері очищеного аргону (об'ємна частка (у %) аргону в балоні становить не менше 99.998). Як гетер використовували гу бчастий титан. Зважування проводили иа торсійннх вагах з точністю до 0.002 г. Склад сплавів контролювали, порівнюючи маси шихти з масою сплаву. Якщо втрата маси не перевищу вала 1%. то склад сплаву приймали таким, що дорівнює складу шихти. Гомогенізацію сплавів проводили у запаяних під вакуумом кварцових ампулах при температурі 500°С протягом 900 год. Відпалені сплави гартували у воді без розбивання ампул. Фазовий аналіз сплавів проводили використанням даних, одержаних на дифрактометрі ДРОН-2.0 (Fe/Cj-внпр.). Уточнення структу ри сполук проводили з використаним даних, отриманих на дифрак-

 

Міка Т.. Всрбовицькнй Ю.. Мякуш О. та ін.. 2004

ФАЗОВІ РІВНОВАГИ У СИСТЕМІ Gd-V-Al ПРИ 5()(ГС


19гометрі HZG-4a (Си/С-випр,) за допомогою програми FullProf,

Подвійні системи, що обмежують цю потрійну, вивчено досить детально [4]. Прн температурі відпалювання ми підтвердили існування 10 бінарних сполук: GdAl3 (структурний тип SnNi,). GdAI; (MgCu?). GdAl (ErAl). Gd3Ab (Zr3Ab). Gd-AI (Co;Si). VA110 (MfcCr2Al,B). V7Ai,5 (V,AW). VjAb (V,,Ab). VA1, (ТіА1л) та V5A1* (Cu^Zn*).

Фазові рівноваги при 50іГС у системі Gd-V-Al вивчено на 62 сплавах. Ізотермічний переріз діаграми стану системи зображено на рнс.1. Бінарний алюмінід GdAl2 розчиняє до ~7 ат.% V. Період ґратки цього твердого розчину заміщення змінюється у межах від «=0.79052(6) нм для складу GdAl2 до «=0.78994(6) нм для складу GdV,uAJijf.


У системі Gd-V-Al при 500"С виявлено існування двох раніше відомих тернарних сполук: GdV3Al2o та Gd>,V4Al43. Для першого алюмініду уточнено кристалічну структуру, а для другого - періоди гратки (табл. І).

20


Т. Міка, Ю. Вербовнцький, О. Мякуш та ін.

Уточнення кристалічної структури тернарної сполуки типу СеСг2АІ20 проводили для зразка складу Gd^VqAI^- Днфрактофаму сполуки зображено на рнс. 2, а результати уточнення параметрів атоміа - у табл. 2. Значення факторів розбіжностей Яр та становлять відповідно 2,00% та 2,52%. Як видно з табл. 2, положення атомів гадолінію та ванадію дефектні. Склад тернарної сполуки можна виразити як Gd^V^AIjo, де х=0,09; у=0,І І.

 

15000

13000

* 111хю

9000 : 7000 Ц 5000 3000 1000


 

 

 

 

 

і а її її 11 її і! і: іяі'ііі'in ііііііинііііішілііі*ігии іііін»івіі»їіміііііщі*іі

-1000

10


зо


50


70 S0 2вО


ПО


130


150


Рис, 2. Дифрактограма сполуки Gdi_xV2_yAla =0,09; у=0Л І) та різницева діаграма (внизу) між експериментальними та теоретичними профілями днфрактограмн (дифрактометр HZG-4b; СиА'а-випро-мінювання; 26UrlS,00°, 25^= 140,00")

У табл. З подано ступінь вивченості потрійних систем R-{V, Сг}-А1 [1-3, 5-10]. Із 34 можливих потрійних систем R-{V, Сг}-А1 у повному концентраційному інтераалі або частково на сьогодні досліджено лише 10 систем. Порівнюючи досліджені системи між собою, можна зробити висновок про подібність фазових рівноваг у цих системах та ізоструктурність тернарних сполук, які в них утворюються. Інші системи систематично не досліджували, вивчали лише окремі сплави стосовно виявлення в них ізоструктурних сполук. Майже а усіх системах R-{V, Сг}-А1 виявлено тернарні сполуки структурних типів СеСг2АЬо та Но6Мо4А!43. Для асіх них визначено періоди гратки, кристалічну структуру цих сполук не уточнювали, за аннятком ЕгТагАІ^ (х=0,26) [2]. Цей алюмінід має дефектно зайняті

ФАЗОВІ РІВНОВАГИ У СИСТЕМІ Gd-V-Al ПРИ 500°С


21


положення алюмінію, на відміну від нами дослідженого інтерметаліду Gd^V^Abu (х=0.09. у-0.11). В обох випадках їхні склади відрізняються від стехіометричного RMjTa,. Не виключено, що й інші тернарні сполуки, для яких структуру не уточнювали, мають склад відмінний від стехіометричного. Можливо, зміна складу тернарних сполук пов'язана з температурою відпалювання або з різною областю гомогенності залежно від температури.

1.      Крип якевич II.1., Заречнюк ().(.'. Сполуки RCrsAbr, в системах РЗМ і кальцію та їх кристалічні структури //ДАН УРСР. 1968. Сер.А. №4. С.364-367.

2.      Thieile Verena М.Т., Jeitschko ГГ., Niemann S„ Ebel Т. EuTa;AJ3l. CaeW^AUi and other compounds with CeCr=AJ:() type and some magnetic properties of these compounds//J. Alloys Сотр. 1988. Vol.267. P.23-31.

3.      Niemann S., Jeitschko W. Ternary aluininidcs АД^АЦз (A=Y, Nd. Sm. Gd-Lu. and U; T=Ti. V. Nb and Та) with HofiMo4AI.„ type structure // J. Solid State Chem. 1995 Vol.116. P.131-135.

4.      Диаграмы состояния двойных металлических систем. Справочник в 3-х т. / Под общ. ред. Н.П.Лякишсва. М.. 19%.

5.      Кошг В.Уа. Gratz Е. Scandium alloy sy stems and inlennetallics // Handbook on the Physics and Chemistry ol"Rare Earns. 1999. Vol.27. P.339-533.

6.      Заречнюк O.C., Рихалъ P.M., Герман H.B. Рентгсноструктурнс дослідження багатих на алюміній сплавів систем ітрій-ванадій-алюміній та ітрій-хром-алюмінін// Вісн, Львів, ун-ту. Сер. хім. 1971. Внп,12, С. 10-12,

7.      Заречнюк ОХ'.. Емес-Мисенко О.її. Рентгеноструктурне дослідження системи лантан-ванадій-алюміній в області 0 - 33,3 зт.% лантану // Вісн. Львів, у н-ту Сер. хім. 1969.ВИП. 11. С,J1-13.

8.      Емес-Мисенко О.II. Дослідження фазових рівноваг у системах лантан-хром-алюміній і лантан-манган-алюміиій в області невисокого вмісту лантану // Вісн. Львів, ун-ту Сер. хім. 1971. Вип 12. С. 12-14.

9.      Заречнюк О.С., Рихаль P.M. Системи церін-ванадін-алюміній та церій-хром-алюміній в області з невисоким вмістом церію // Вісн. Львів, ун-ту. Сер хім. 1974.Вип.16. С.5-8.

10.  Рыхачь P.M., Заречнюк О.С., Мацъкия О.П. Изотермические сечения при 500"С тернарных систем Dy-V-Al та Dy-Cr-Al в областях богатых аллюминисм // Вест Львов, ун-та. Сер. хим. 1979. Вып. 21. С.46-49.

22


Т. Міка. Ю. Вербовнцькнн. О, Мякуш та ін.

PHASE EQUILIBRIA IN Gd-V-Al SYSTEM AT 5«0"C

 

T. Mika, Vu. Verbovytsky, O. Myakush, B. Kotur

Ivan Franko National University of Lviv Kyryla & Mefodiya Str. 6, Ш-7Ш5 Lviv, Ukraine e-mail: koiurtcbjranko lviv, ua

Phase equilibria in the Ud-V-ЛІ system al SEWT have been investigated using X-ray analysis lixistencc of two ternary compounds: OdV,Al30 (CeCrjAbo str. type) and GUoVjAI^ (Ho,iMo,iAI.n str. type) have been contirraecl. The crystal structure oi Gdi_4V2.vAb<j (x=0,(W: y-0,11) compound lias been refined by Rietveld profile analysis.

A'ev words: phase equilibria, ternary system, intennetallic compound, crystal structure, rare earth metal.

Стаття надійшла до редколегії 24.10.2003 Прийнята до друку 15.01,2004

Страницы:
1 


Похожие статьи

Т Міка, Ю Вербовицький, О Мякуш - Фазові рівноваги у системі gtl-v-al при 500с