ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXXIII 2023

Мирослава ГОРЯЧА1,2, Галина НИЧИПОРУК1, Ярослав ГАЛАДЖУН3, Райнер ПЬОТТГЕН2, Василь ЗАРЕМБА1

1Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Кирила і Мефодія, 6, 79005 Львів, Україна
e-mail: myroslava.horyacha@lnu.edu.ua

2Університет Мюнстера, Корренштрассе, 30, D-48149 Мюнстер, Німеччина

3 Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Дорошенка, 41, 79000 Львів, Україна

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2023.73.038

КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА ФАЗ ТВЕРДОГО РОЗЧИНУ GdNiIn1-xAlx

Неперервний твердий розчин зі структурою типу ZrNiAl, який формується на основі сполук GdNiIn та GdNiAl, раніше досліджений методом рентгенівської порошкової дифракції. Для підтвердження цих результатів синтезовано монокристали фаз GdNiAl і GdNiIn0,48(1)Al0,52(1) та уточнено їхню кристалічну структуру.
Попередньо синтезовані методом електродугового сплавляння зразки складів GdNiAl та GdNiIn0,5Al0,5 піддали спеціальній термічній обробці. У результаті одержали монокристали неправильної форми з металевим блиском, які протестували методом Лауе (прецесійна камера Бюргера, Mo K-проміння) та підтвердили гексагональну сингонію для них. Якісний та кількісний склад кристалів підтверджено результатами EDX аналізу (скануючий електронний мікроскоп Zeiss EVO MA10). Розшифрування й уточнення кристалічної структури обох фаз виконано в рамках моделі структурного типу ZrNiAl із використанням пакета програм JANA 2006 на основі масивів експериментальних відбить hkl, одержаних на дифрактометрі Stoe IPDS II (Mo Kα-проміння): GdNiAl (ZrNiAl, P-62m) ‒ a = 0,70200(5), c = 0,39148(1) нм, R1 = 0,0091, wR2 = 0,0202 та GdNiIn0,48(1)Al0,52(1) (ZrNiAl, P-62m) ‒ a = 0,72500(5), c = 0,38532(1) нм, R1 = 0,0151, wR2 = 0,0323.
Атоми статистичної суміші In/Al займають ПСТ 3g (x, 0, 1/2) у структурі фази GdNiIn0,48(1)Al0,52(1). Міжатомні віддалі Gd–M у структурі цієї фази є коротшими, ніж у тернарній сполуці GdNiAl. Подібні закономірності простежуються у системі GdNiIn1-xAlx.

Ключові слова: алюміній, індій, метод монокристала, кристалічна структура.

Література:

    1. Gupta S., Suresh K.G. Review on magnetic and related properties of RTX compounds. J. Alloys Compd. 2015. Vol. 618. P. 562–606. (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.08.079).
    2. Ferro R., Marazza R., Rambaldi G. Equiatomic ternary phases in the alloys of the rare earths with indium and nickel or palladium. Z. Metallkd. 1974. Vol. 65. P. 37–39. (https://doi.org/10.1515/ijmr-1974-650106).
    3. Kalychak Ya.M., Zaremba V.I., Pöttgen R., Lukachuk M., Hoffmann R.-D. Rare Earth–Transition Metal–Indides. In: K.A. Gschneidner, Jr., J.-C. Bünzli, V. K. Pecharsky (Eds.). Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Elsevier, Amsterdam. 2005. Vol. 34. P. 1–133. (https://doi.org/10.1016/S0168-1273(04)34001-8).
    4. Oesterreicher H. Structural and magnetic studies on rare-earth compounds RNiAl and RCuAl. J. Less-Common Met. 1973. Vol. 30. P. 225–236. (https://doi.org/10.1016/0022-5088(73)90109-4).
    5. Godnek Ł., Żukowski J., Bałanda M., Kaczorowski D., Szytuła A. Magnetism and electronic structures of hexagonal 1:1:1 rare earth-based intermetallic compounds. Mater. Sci.-Pol. 2008. Vol. 26(4). P. 815–820.
    6. Merlo F., Cirafici S., Canepa F. Structural anomaly in GdNiAl: a crystallographic, electric and magnetic investigation. J. Alloys Compd. 1998. Vol. 266. P. 22–25. (https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00505-7).
    7. Jarosz J., Talik E., Mydlarz T., Kusz J., Böhm H., Winiarski A. Crystallographic, electronic structure and magnetic properties of the GdTAl; T = Co, Ni and Cu ternary compounds. J. Magn. Magn. Mater. 2000. Vol. 208. P. 169–180. (https://doi.org/10.1016/S0304-8853(99)00592-2).
    8. Danis S., Javorsky P., Rafaja D. Magneto-crystalline anisotropy in TbPdIn, DyNiAl and GdNiAl studied by using X-ray powder diffraction at low temperatures. J. Alloys Compd. 2002. Vol. 345. P. 10–15. (https://doi.org/10.1016/S0925-8388(02)00332-8).
    9. Merlo F., Fornasini M.L., Cirafici S., Canepa F. Physical properties of GdNiIn. J. Alloys Compd. 1998. Vol. 267. P. L12–L13. (https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00541-0).
    10. Canepa F., Napoletano M., Palenzona A., Merlo F., Cirafici S. Magnetocaloric properties of GdNiGa and GdNiIn intermetallic compounds. J. Phys. D: Appl. Phys. 1999. Vol. 32. P. 2721–2725. (https://doi.org/10.1088/0022-3727/32/21/303).
    11. Tyvanchuk Y.B., Kalychak Y.M., Gondek Ł., Rams M., Szytuła A., Tomkowicz Z. Magnetic properties of RNi1-xIn1+x (R = Gd–Er) compounds. J. Magn. Magn. Mater. 2004. Vol. 277. P. 368–378. (https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2003.11.018).
    12. Korte B. J., Pecharsky V.K., Gschneidner K.A., Jr. The correlation of the magnetic properties and the magnetocaloric effect in Gd1-xErxNiAl alloys. J. Appl. Phys. 1998. Vol. 84. P. 5677. (https://doi.org/10.1063/1.368830).
    13. Zaremba N., Nychyporuk G., Schepilov Yu., Panakhyd O., Muts I., Hlukhyy V., Pavlyuk V. The CeNiIn1-xMx (M = Al, Ga) systems at 873 K. Ukr. Chem. J. 2018. Vol. 84(12). P. 76–84 (in Ukrainian).
    14. Horiacha M., Savchuk I., Nychyporuk G., Serkiz R., Zaremba V. The YNiIn1-xMx (M = Al, Ga, Sb) systems. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2018. Vol. 59(1). P. 67–75. (https://doi.org/10.30970/vch.5901.067).
    15. Horiacha M., Nychyporuk G., Bönnighausen J., Stegemann F., Pavlyuk V., Pöttgen R., Zaremba V. Structure and properties of phases from solid solutions YTIn1–xAlx (T = Ni and Cu). Z. Kristallogr. 2023. Vol. 238(1–2). P. 17–25. (https://doi.org/10.1515/zkri-2022-0052).
    16. Horiacha M., Zinko L., Nychyporuk G., Serkiz R., Zaremba V. The GdTIn1–xMx (T = Ni, Cu; M = Al, Ga; 0<x<1) systems. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2017. Vol. 58(1). P. 77–85 (in Ukrainian).
    17. Horiacha M., Halyatovskii B., Horiacha S., Nychyporuk G., Pöttgen R., Zaremba V. The TbNiIn1–xMx (M=Al, Ge, Sb) systems. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2020. Vol. 61(1). P. 52–62 (in Ukrainian). (https:/doi.org/10.30970/vch.6101.052).
    18. Klicpera M., Javorský P., Daniš S. The change of anisotropy in TbNi(Al, In) compounds studied by low temperature X-ray diffraction. J. Phys. Conf. Ser. 2011. Vol. 303. P. 012031(6).(https://doi.org/10.1088/1742-6596/303/1/012031).
    19. Petříček V., Dušek M., Palatinus L. Crystallographic Computing System JANA 2006: Generalfeatures. Z. Kristalogr. 2014. Vol. 229(5). P. 345–352. (https://doi.org/10.1515/zkri-2014-1737).
    20. Krypyakevych P.I., Markiv V.Ya., Mel’nyk E.V. The crystal structure of the compounds ZrNiAl, ZrCuGa and their analogue. Dopov. AN URSR, Ser. A. 1967. P. 750–753 (in Ukrainian).
    21. Emsley J. The Elements: 2-nd ed. Oxford: ClarendonPress, 1991. 251 p.
    22. Szytuła A., Tyvanchuk Y.B., Jaworska Golab T., Zarzycki A., Kalychak Y.M., Gondek Ł., Stüsser N. Magnetic properties of the RCuIn (R=Ce, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er) and R2CuIn3 (R=Ce, Gd, Tb, Dy) compounds. Chem. Met. Alloys. 2008. Vol. 1. P. 97–101. (https://doi.org/10.30970/cma1.0012).
    23. Horiacha M., Nychyporuk G., Pöttgen R., Zaremba V. The crystal structure of the phases in the GdCuIn1–xAlx system. Proc. Shevchenko Sci. Soc. Chem. Sci. 2019. Vol. LVI. P. 122–129. (in Ukrainian). (https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2019.56.122).

Як цитувати:

ГОРЯЧА М., НИЧИПОРУК Г., ГАЛАДЖУН Я., ПЬОТТГЕН Р., ЗАРЕМБА В. КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА ФАЗ ТВЕРДОГО РОЗЧИНУ GdNiIn1-xAlx. Праці НТШ. Хім. Наук. 2023. Т. LXXIII. С. 38-44.

Завантажити файл