ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXXVIII 2025

Галина НИЧИПОРУК, Давид ДИМИТРИАДІ, Василь ЗАРЕМБА, Олег ДЕЛЕНКО, Ярослав КАЛИЧАК

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

СИСТЕМА Tb–Co–In: ФАЗОВІ РІВНОВАГИ І КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА СПОЛУК

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2025.78.194

Методами X-променевого фазового і, частково, мікроструктурного аналізів та енергодисперсійної X-променевої спектроскопії досліджено фазові рівноваги та побудовано ізотермічний переріз діаграми стану системи Tb–Co–In у повному концентраційному інтервалі за температури 870 К. У системі визначено розчин-ність індію вздовж ізоконцентрати кобальту у сполуці TbCo3 (до 5 ат. %) та підтверджено існування восьми тернарних сполук: TbCoIn5 (СТ HoCoGa5), Tb2CoIn8 (СТ Ho2CoGa8), TbCo2In (СТ PrCo2Ga), Tb10Co3In10 (СТ Tb10Co3In10), Tb11Co4In9 (СТ Nd11Pd4In9), Tb23Co6,7In20,3 (СТ Er23Co6,7In20,3), Tb6Co2,14In0,86 (СТ Ho6Co2Ga), Tb14Co3In3 (СТ Lu14Co3In3). Методом порошку уточнено кристалічну структуру сполуки Tb26Co6In11 (структурний тип Sm26Co11Ga6, просторова група P4/mbm, tP86, a = 11,893(6); c = 15,824(8) Å, Rwp = 0,0552). Кристалічна структура нових сполук приблизного складу TbCo4In і Tb5Co3In2 невідома.

Література:

    1. Canepa F., Napoletano M., Manfrinetti P., Merlo F. Gd6Co2.2In0.8: an intermetallic compound with complex magnetic behavior. J. Alloys Compd. 2002. Vol. 334. P. 34–39. (http://doi.org/10.1016/S0925-8388(01)01774-1).
    2. Baran S., Tyvanchuk Yu., Szytula A. Crystal structure and magnetic properties of R11Co4In9 (R = Tb, Dy, Ho, Er) compounds. Intermetallics. 2021. Vol. 130. 107065. (http://doi.org/10.1016/j.intermet.2020.107065).
    3. Petrovic C., Pagliuso P.G., Hundley M.F., Movshovich R., Sarrao J.L., Thompson J.D., Fisk Z., Monthoux P. Heavy-fermion superconductivity in CeCoIn5 at 2.3 K. J. Phys.: Condens. Matter. 2001. Vol. 13. P. L337–L342. (https://doi.org/10.1088/0953-8984/13/17/103).
    4. Chen G., Ohara S., Hedo M., Uwatoko Y., Sekamoto I. Transport properties of the heavy-fermion superconductor Ce2CoIn8. J. Phys.: Condens. Matter. 2003. Vol. 15. P. S2175–S2178. (https://doi.org/10.1088/0953-8984/15/28/346).
    5. Zaremba V., Dzevenko M., Nychyporuk G., Kalychak Ya. Phase equlibrium in the Y–Ni–In systhem at 870 K. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2021. Iss. 62. P. 18–27. (https://doi.org/10.30970/vch.6201.018).
    6. Nychyporuk G., Dmytrakh O., Kalychak Ya. The systhem La–Ni–In: phase equlibriua and crystal structures of the compounds. Proc. Shevchenko Sci. Soc. Chem. Sci. 2024. Vol. 75. P. 28–39. (https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2024.75.028).
    7. Kalychak Ya. The component interaction in Ce–Ni–In system. Ukr. Chem. Journ. 1998. Vol. 64(7). P. 15–20.
    8. Zaremba V., Dzevenko M., Pöttgen R., Kalychak Ya. Phase equilibrium in the Gd–Ni–In system at T = 870 K. Z. Naturforsch. B. 2019. Vol. 74(7–8). P. 613–618. (https://doi.org/10.1515/znb-2019-0083).
    9. Dzevenko M., Tyvanchuk Yu., Demidova Ch., Lukachuk M., Kalychak Ya. Phase equilibria in Tb–Ni–In system at 870 K. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2014. Iss. 55(1). P. 21–28.
    10. Tyvanchuk Yu. B., Zaremba V. I., Akselrud L. G., Szytula A., Kalychak Ya. M. The Dy–Ni–In system at 870 K: isothermal section, solid solutions, crystal structures. J. Alloys Compd. 2017. Vol. 704. P. 717–723. (http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.02.023).
    11. Zaremba V., Dzevenko M., Nychyporuk G., Maletska Yu., Kalychak Ya. The system Ho–Ni–In at 870 K. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2022. Iss. 63. P. 16–28. (https://doi.org/10.30970/vch.6301.016).
    12. Dzevenko M., Tyvanchuk Yu., Bratash L., Zaremba V., Havela L., Kalychak Ya. Ternary system Er–Ni–In at T = 870 K. J. Solid State Chem. 2011. Vol. 184(10). P. 2707–2712. (https://doi.org/10.1016/j.jssc.2011.08.006).
    13. Tyvanchuk Yu. B., Lukachuk M., Pöttgen R., Szytula A., Kalychak Ya. M. The ternary system Tm–Ni–In at 870 K. Z. Naturforsch. B. 2015. Vol. 70. P. 665–670. (https://doi.org/10.1515/znb-2015-0075).
    14. Zaremba V., Nychyporuk G., Dzevenko M., Kalychak Ya. Ternary system Lu–Ni–In at T = 870 K. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2023. Iss. 64. P. 14–25. (https://doi.org/10.30970/vch.6401.014).
    15. 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).
    16. Kalychak Ya. Composition and crystal structure of rare-earth–Co–In compounds. J. Alloys Compd. 1999. Vol. 291. P. 80–88. (https://doi.org/10.1016/S0925-8388(99)00290-X).
    17. Gulay N. L., Tyvanchuk Yu. B., Pöttgen R., Kalychak Ya. M. The ternary system Sc–Co–In at 870 K: the isothermal section and the crystal structures of the compounds. Z. Naturforsch. B. 2022. Vol. 77(10). P. 713–718. (https://doi.org/10.1515/znb-2022-0105).
    18. Kalychak Ya.M. The ternary system Ce–Co–In. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 1999. Iss. 38. P. 70–73.
    19. Gabay A. M., Hadjipanayis G.C. Phases and phase equilibria in cobalt-rich Pr–Co–In alloys for permanent magnets. J. Alloys Compd. 2010. Vol. 500. P. 161–166. (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2010.03.247).
    20. Dzevenko M., Hamyk A., Tyvanchuk Yu., Kalychak Ya. Phase equlibria in the Er–Co–In system and crystal structure of Er8CoIn3 compound. Cent. Eur. J. Chem. 2013. Vol. 11. P. 604–609. (https://doi.org/10.2478/s11532-012-0195-y).
    21. Kalychak Ya.M., Zaremba V.I., Pecharskii V.K. Crystal structure of terbium cobalt indium(1/2/1), TbCo2In. Z. Kristallogr. 1993. Vol. 205. P. 333–334. (https://doi.org/10.1524/zkri.1993.205.12.333).
    22. Nychyporuk G. P., Dymytryadi D. G., Bednarchuk T. J., Kinzhybalo V. V., Kalychak Ya. M. RE10Co3In10 (RE = Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm) – a new intergrowth structure with CsCl- and AlB2-type slabs. Z. Naturforsch. B. 2025. Vol. 80(6–7). P. 233–242. (https://doi.org/10.1515/znb-2025-0018).
    23. Tyvanchuk Yu. B., Dzevenko M. V., Kalychak Ya. M. R11Co4In9 (R = Gd, Tb, Dy, Ho, Er) – the first representatives of Nd11Pd4In9 structure type in R–Co–In systems. Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2012. Iss. 53. P. 127–132.
    24. Tyvanchuk Yu., Babizhetskyy V., Baran S., Szhytula A., Smetana V., Lee S., Oliynyk A. O., Mudring A.-V. The crystal and electronic structure of RE23Co6.7In20.3 (RE = Gd–Tm, Lu): a new structure type based on intergrowth of AlB2- and CsCl-type related slabs. J. Alloys Compd. 2024. Vol. 976. P. 173241(1-12). (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.173241).
    25. Kalychak Ya.M., Zaremba V.I., Zavalij P.Yu. Crystal structure of holmium cobalt indium (6/2/1) Ho6Co2+xIn1-x (x = 0.135). Z. Kristallographie. 1993. Vol. 208. P. 380–381. (https://doi.org/10.1524/zkri.1993.208.Part-2.380).
    26. Zaremba V. I., Kalychak Ya. M., Dzevenko M. V., Rodevald U. C., Heyring B., Pöttgen R. A single crystal study of Re14Co3In3 (RE = Y, Tb, Dy, Ho, Er). Z. Naturforsch. B. 2006. Vol. 61. P. 23–28. (https://doi.org/10.1515/znb-2006-0105).
    27. Schöbel J. D., Stadelmaier H. H. Das Zweistoffsystem Kobalt–Indium. Zeitschrift für Metallkunde. 1970. Vol. 61. P. 342–343.
    28. Gulay N. L., Kösters J., Kalychak Ya. M., Matar S. F., Rabenbauer A., Nilges T., Pöttgen R. Peierls distorsion of the cobalt chain in the low–temperature structure of CoIn2. Z. Kristallogr. Cryst. Mater. 2022. Vol. 237(6–7). P. 239–248. (https://doi.org/10.1515/zkri-2022-0020).
    29. Binary Alloy Phase Diagrams. Ed. by T. B. Massalsky. American Society for Metals. Metal Park. OH 4407. 1986. Vol. 1–3.
    30. Pearson’s Handbook of Crystallographic Data for Intermetallic Phases. Ed. by P. Villars. – ASM International. Materials Park. OH 44073. 1997. Vol. 1–2.
    31. Shtender V. V., Denys R. V., Zavaliy I. Y., Zelinska O. Y., Paul Boncour V., Pavlyuk V. V. Phase equilibria in the Tb–Mg–Co system at 500°C, crystal structure and hydrogenation properties of selected compounds. J. Solid State Chem. 2015. Vol. 232. P. 228–235. (https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.09.031).
    32. Ostertag W., Strnat K. Rare Earth cobalt compounds with the A2B17 structure. Acta Crystallogr. 1966. Vol. 21. P. 560–565. (https://doi.org/10.1107/S0365110X66003451).
    33. Adams W., Moreau J. M., Parte E., Schweizer J. R12Co7 compounds with R = Gd, Tb, Dy, Ho, Er. Acta Crystallogr. B. 1976. Vol. 32. P. 2697–2699. (https://doi.org/10.1107/S0567740876008595).
    34. Yatsenko S. P., Semyannikov A. A., Shakarov H. O., Fedorova E. G. Phase diagrams of binary rare earth metal–indium systems. J. Less-Common Met. 1983. Vol. 90. P.95–108. (https://doi.org/10.1016/0022-5088(83)90121-2).
    35. Galera R. M., Morin P. Occurrence of multiaxial spin structures in the rare earth–indium3 cubic compounds. J. Magn. Magn. Mater. 1992. Vol. 116. P. 159–168. (https://doi.org/10.1016/0304-8853(92)90160-P).
    36. Delfino S., Saccone A., Mazzone D., Ferro R. The R3In5 and R3Tl5 phases of the rare earths. J. Less-Common Met. 1981. Vol. 81. P. 45–53. (https://doi.org/10.1016/0022-5088(81)90267-8).
    37. Lethuillier P., Percheron-Guegan A. Crystallographic and magnetic properties of the compounds (Gd, Tb, Dy, Ho)In. J. Less-Common Met. 1976. Vol. 46. P. 85–89. (https://doi.org/10.1016/0022-5088(76)90181-8).
    38. Baela W., Szytuła A. Crystal structure and magnetic properties of RE2In compounds. J. Less-Common Met.1988. Vol. 138. P. 123–128. (https://doi.org/10.1016/0022-5088(88)90242-1).
    39. Chen H., Yao J., Garchev A.V., Yapaskurt V.O., Morozkin A.V. Tb–Co–In system at 870 K and magnetic ordering of Tb2CoIn8, Tb23Co7In20, Tb26Co5In12 and Tb6Co2In. J. Solid State Chemistry. 2025. Vol. 341. 125089. (https://doi.org/10.1016/j.jssc.2024.125089).
    40. Kraus W., Nolze G. Powder Cell For Windows. Berlin, 1999.
    41. STOE WinXPOW, Version 1.2, STOE & CIE GmbH. Darmstadt, 2001.
    42. Rodriguez-Carvajal J. Recent developments of the program FULLPROF. Commission on Powder Diffraction. Newsletter. 2001. Vol. 26. P. 12–19.
    43. Dzevenko M.V., Davydov V.M., Kalychak Ya.M. Crystal structure of the Er1-xCo3Inx (x = 0.07; 0.28). Visn. Odes. Univ., Ser. Chem. 2004. Vol. 9(6–7). P. 81–85.
    44. Gulay N. L., Kösters J., Kai Reimann M., Kalychak Ya.M., Pöttgen R. Lu26T17-xInx (T = Rh, Ir, Pt) – first indium intermetallics with Sm26Co11Ga6 type structure. Z. Naturforsch. 2022. Vol. 77b. P. 735−741. (https://doi.org/10.1515/znb-2022-0111).
    45. Yarmolyuk Y.P., Grin Y., Olesh O.M. Crystal structure of the compounds R26GaxCo17-x (R = La, Ce, Pr, Nd, or Sm,) and R26GaxNi17-x (R = Ce, Pr, Nd, or Sm). Sov. Phys. Crystallogr. 1980. Vol. 25. P. 143–146.
    46. Gladyshevskii R.E., Grin Y., Yarmolyuk Y.P. The crystal structure of R6GaCo2 compounds (R = Y, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Lu). Dopov. Akad. Nauk Ukr. RSR, Ser. A. 1983. Vol. 2. P. 67–70.
    47. Emsley J. The Elements: 2-nd ed. Oxford: ClarendonPress, 1991. 251 p.
    48. Nychyporuk G.P., Dymytryadi D. G., Kalychak Ya.M. Synthesis and crystal structure of Tb26Co6.4In10.6 compound. Physics and chemistry of solids: status, achievements and prospects: materials VIII Scientific and practical conference, Lutsk, 18-19 October 2024, P. 73.

Як цитувати:

НИЧИПОРУК Г., ДИМИТРИАДІ Д., ЗАРЕМБА В., ДЕЛЕНКО О., КАЛИЧАК Я. СИСТЕМА Tb–Co–In: ФАЗОВІ РІВНОВАГИ І КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА СПОЛУК. Праці НТШ. Хім. Наук. 2025. Т. 78. С. 194-205.

Завантажити файл