ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXXV 2024

Галина НИЧИПОРУК, Ореста ДМИТРАХ, Ярослав КАЛИЧАК

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

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2024.75.028

СИСТЕМА La–Ni–In: ФАЗОВІ РІВНОВАГИ ТА КРИСТАЛІЧНІ СТРУКТУРИ СПОЛУК

Методами рентгенівського фазового і, частково, мікроструктурного аналізів та енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії встановлено фазові рівноваги та побудовано ізотермічний переріз діаграми стану системи La–Ni–In у повному концентраційному інтервалі за температури 870 К (область 0–0,333 ат. часток La) та 670 К (область > 0,333 ат. часток La). У системі виявлено розчинність індію у сполуці LaNi5 (до 8,5 ат. %) та нікелю у сполуці La2In (до 5 ат. %) і підтверджено існування 14 тернарних сполук: LaNi7In6 (СТ LaNi7In6), LaNi9In2 (СТ YNi9In2), LaNi3In6 (СТ LaNi3In6), LaNi5In (СТ CeNi5Sn), LaNi3In2 (СТ HoNi2.6Ga2.4), LaNiIn4 (СТ YNiAl4), La4Ni7In8 (СТ Ce4Ni7In8), La5Ni6In11 (СТ Pr5Ni6In11), LaNi2In (СТ PrCo2Ga), LaNiIn (СТ ZrNiAl), LaNi0.5–0.25In1.5–1.75 (СТ AlB2), La2Ni2In (СТ Mo2FeB2 і СТ о-La2Ni2In), La11Ni4In9 (СТ Nd11Pd4In9), La12Ni6In (СТ Sm12Ni6In). Методом порошку уточнено кристалічну структуру сполук о-La2Ni2In і La12Ni6In . Для сполуки зі структурою типу YNi9In2 визначено область гомогенності, яка описується складом LaNi9–8,2In2–2,8.

Ключові слова: : індид, метод порошку, потрійна система, тернарна сполука.

Література:

    1. 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).
    2. Kalychak Ya. Peculiarities of the composition and structure of the compounds of the rare-earth–Ni–In system. J. Alloys Compd. 1997. Vol. 262–263. P. 341–345. (https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00402-7).
    3. Zaremba V., Dzevenko M., Nychyporuk G., Kalychak Ya. Phase equlibrium in the Y–Ni–In systhem at 870 K. Visn. Lviv University, Ser. Chem. 2021. 62. P. 18–27 (in Ukrainian). (https:/doi.org/10.30970/vch.6201.018).
    4. Kalychak Ya. The component interaction in Ce–Ni–In system. Ukr. Chem. Jorn. 1998. Vol. 64(7). P. 15–20 (in Ukrainian).
    5. 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).
    6. 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 (in Ukrainian).
    7. 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. (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.02.023).
    8. 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 (in Ukrainian). (https:/doi.org/10.30970/vch.6301.016).
    9. 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).
    10. 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).
    11. 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 (in Ukrainian). (https:/doi.org/10.30970/vch.6401.014).
    12. Kalychak Ya. M., Zaremba V.I., Galadzhun Ya.V., Miliyanchuk K.Yu., Hoffmann R.–D., Pöttgen R. New ∞1[Ni7] cluster in LaNi7In6 and distorted bcc indium cubes in LaNiIn4. Chem. Eur. J. 2001. Vol. 7. P. 5343–5349. (https://doi.org/10.1002/1521-3765(20011217)7:24<5343::AID-CHEM5343>3.0.CO;2-%23).
    13. Bigun I., Dzevenko M., Havela L., Kalychak Ya. RENi9In2 (RE = Rare-Earths Metal): Crystal Chemistry, Hydrogen Absorption, and Magnetic properties. Eur. J. Inorg. Chem. 2014. Vol. 16. P. 2631–2642. (https://doi.org/10.1002/ejic.201400058).
    14. Kalychak Ya., Dzevenko M., Babizhetskyy V., Daszkiewicz M., Gulay L. Single-crystal structure determination of LaNi5–xInx and LaNi9–xIn2+x. Z. Naturforsch. 2020. Vol. 75b. P. 553–557. (https://doi.org/10.1515/znb-2020-0020).
    15. Pustovoychenko М., Pavlyk V., Kalychak Ya. Synthesis and crystal structure of LaNi5In and Sm2Ni2–xIn x = 0.20. Chem. Met. Alloys. 2011. Vol. 4. P. 113–118. (https://doi.org/10.30970/cma4.0176).
    16. Ferro R., Marazza R., Rambaldi G. Equiatomic ternary phases in the alloys of the rare earths with indium and nickel or palladium. Z. Metallkunde. 1974. Bd. 65. S. 37–39. (https://doi.org/10.1515/ijmr-1974-650106).
    17. Pustovoychenko M., Svitlyk V., Kalychak Ya. Orthorombic La2Ni2In form – a new intergrowth CsCl- and AlB2- type slabs. Intermetallics. 2012. Vol. 24. P. 30–32. (https://doi.org/10.1016/j.intermet.2012.01.007).
    18. Pustovoychenko M., Tyvanchuk Yu., Hayduk I., Kalychak Ya. Crystal structure of the RE11Ni4In9 compounds (RE = La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb and Y). Intermetallics. 2010. Vol. 18. P. 929–932. (https://doi.org/10.1016/j.intermet.2010.01.003).
    19. Provino A., Gschneidner K. A., Jr., Dhar S. K., Ferdeghini C., Mudryk Y., Manfrinetti P., Paudyal D., Pecharsky V. K. The nano-microfibrous R11Ni4In9 intermetallics: New compounds and exstraordinary anisotropy in Tb11Ni4In9 and Dy11Ni4In9. Acta Materialia. 2015. Vol. 91. P. 128–140. (https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.03.003).
    20. Sung H. H., Wu H. H., Syu K. J., Lee W. H., Chen Y. Y. A new Kondo antiferromagnet Ce(Ni0.25In1.75). J. Phys.: Condens. Matter. 2009. Vol. 21. P. 176004 (4 PP). (https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/17/176004).
    21. Bulyk I. I. Interaction of the RNi5In (R = La, Ce and Nd) compounds with hydrogen. Int. J. Hydrogen Energy. 1999. Vol. 24. P. 927–932. (https://doi.org/10.1016/S0360-3199(98)00169-4).
    22. Fruchart D., Bouondina M., Kalychak Ya. M. The new hydrogen compounds RNi2InHx (R = La, Pr, Nd). Coll. Abstr. VII international conference on crystal chemistry of intermetallic compounds (Ukraine, L’viv, September 22-25, 1999). 1999. L’viv. Ukraine. P. B4.
    23. Fruchart D., Bouondina M., Gignoux D., Kalychak Ya. M., Galadzhun Ya. V. Synthesis, crystallographic characteristics of RM2In compounds with M = Co, Ni; R = La, Pr, Nd, Sm and their hydrides. Coll. Abstr. X international conference on crystal chemistry of intermetallic compounds (Ukraine, L’viv, September 17-20, 2007). 2007. L’viv. Ukraine. Р. 111.
    24. Bulyk I. I., Yartys V. A., Denys R. V., Kalychak Ya. M., Harris I. R. Hydrides of the RNiIn (R = La, Ce, Nd) intermetallic compounds: crystallographic characterisation and thermal stability. J. Alloys Compd. 1999. Vol. 284. P. 256–261. (https://doi.org/10.1016/S0925-8388(98)00953-0).
    25. Yartys V. A., Denys R. V., Hauback B. C., Fjellvag H., Bulyk I. I., Riabov A. B., Kalychak Ya. M. Short hydrogen–hydrogen separation in novel intermetallic hydrides RE3Ni3In3D4 (RE = La, Ce and Nd). J. Alloys Compd. 2002. Vol. 330–332. P. 132–140.(https://doi.org/10.1016/S0925-8388(01)01638-3).
    26. Denys R. V., Riabov A. B., Yartys V. A., Hauback B. C., Brinks H. W. In situ powder neutron diffraction study of LaNiInD1.63 with short D–D distances. J. Alloys Compd. 2003. Vol 356–357. P. 65–68. (https://doi.org/10.1016/S0925-8388(03)00101-4).
    27. Vajeeston P., Ravindran P., Vidya R., Kjekshus A., Fjellvog H., Yartys V. A. Short hydrogen-hydrogen separation in RNiInH1.333 (R = La, Ce, Nd). Phys. Rev. B. 2003. Vol. 67. P. 014101. (https://doi.org/10.1103/PhysRevB.67.014101).
    28. Jezerski A., Penc B., Szytula A. Electronic structures of LaNiIn and LaNiInHx (x = 1/3, 2/3, 1, 4/3). J. Alloys Compd. 2005. Vol. 404–406. P. 204–207. (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.09.093).
    29. Gondek L., Kozlak K., Czub J., Rusinek D., Szytula A., Hoser A. On the verge of short D–D distances in RNiIn deuterides. Intermetallics. 2013. Vol. 34. P. 23–28. (https://doi.org/10.1016/j.intermet.2012.11.002).
    30. Klein R. A., Balderas-Xicohtencalt R., Machlen Y. P., Udovic T. J., Brown C. M., Delaplane R., Cheng Y., Denys R.V., Ramirez–Cuesta A. J., Yartys V. A. Neutron vibrational spectroscopie evidence for short H∙∙∙H contacts in the RNiInH1.4;1.6 (R = Ce, La). J. Alloys Compd. 2022. Vol. 894. P. 162381. (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.162381).
    31. Dzevenko M., Miliyanchuk K., Filinchuk Ya., Stelmakhovych O., Akselrud L., Havela L., Kalychak Ya. Large hydrogen capacity in hydrides R2Ni2In-H (R = La, Ce, Pr, Nd) with new structure type. J. Alloys Compd. 2009. Vol. 477. P. 182–187. (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.10.042).
    32. Drašner A., Blazina Z. Interaction of hydrogen with LaNi4.9In0.1, LaNi4.8In0.2 and LaNi4.8 alloys and their Nd analogues. J. Alloys Compd. 2006. Vol. 420. P. 213–217. (https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.11.003).
    33. Buschow K. H. J., Van Mal H. H. Phase relations and hydrogen absorption in the lanthanum–nickel system. J. Less-Common Met. 1972. Vol. 29. P. 203–210. (https://doi.org/10.1016/0022-5088(72)90191-9)(https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.11.003).
    34. Ivanchenko V. G., Kobzenko G. F., Svechnikov V. N. Phase equlibria in the lanthanum–nickel system. Dopov. Acad. Nauk Ukr. RSR, Ser. A. 1982. Vol.1. P. 80–84 (in Ukrainian).
    35. McMasters O. D., Gschneidner K. A. Jr. The lanthanum–indium system/ J. Less-Common Met. 1974. Vol. 38. P. 137–148. (https://doi.org/10.1016/0022-5088(74)90057-5).
    36. 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).
    37. Palenzona A., Girafici S. The In–La (indium–lanthanum) system. Bull. Alloy Phase Diagrams. 1989. Vol. 10. P.580–587. (https://doi.org/10.1007/BF02882417).
    38. Singleton M. F., Nash P. The In–Ni (indium–nickel) system. Bull. Alloy Phase Diagrams. 1988. Vol. 9. P. 592–597. (https://doi.org/10.1007/BF02881962).
    39. Durussel Ph., Burri G., Feschotte P. The binary system Ni–In. J. Alloys Compd. 1997. Vol. 257. P. 253–258. (https://doi.org/10.1016/S0925-8388(97)00033-9).
    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. Emsley J. The Elements: 2-nd ed. Oxford: Clarendon Press. 1991. 251 p.

Як цитувати:

НИЧИПОРУК Г., ДМИТРАХ О., КАЛИЧАК Я. СИСТЕМА La–Ni–In: ФАЗОВІ РІВНОВАГИ ТА КРИСТАЛІЧНІ СТРУКТУРИ СПОЛУК . Праці НТШ. Хім. Наук. 2024. Т. LXXV. С. 28-39.

Завантажити файл