Тройные интерметаллиды в системах La-Ce-Ru-Ga. Фазовые равновесия, кристаллические структуры и физические свойства (1105760)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Московский Государственный Университет им. М.В. ЛомоносоваХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТНа правах рукописиШаблинская Ксения ВладимировнаТройные интерметаллиды в системах La/Ce-Ru-Ga.Фазовые равновесия, кристаллические структуры,магнитные и электрофизические свойства.Специальность 02.00.01 – неорганическая химияДиссертация на соискание ученой степени кандидата химических наукНаучные руководители:к.х.н., доцент Ю.Д. Серопегинк.х.н., с.н.с. Е.В. МурашоваМосква – 2015Содержание1.Введение .................................................................................................................................

42.Литературный обзор .............................................................................................................. 92.1. Свойства соединений, содержащих церий ................................................................ 112.2. Соединения с короткими расстояниями Ce-ПМ ......................................................

162.2.1. Соединения с короткими расстояниями Ce-Co ............................................................... 172.2.2. Соединения с короткими расстояниями Ce-Rh ............................................................... 192.2.3. Соединения с короткими расстояниями Ce-Pd ................................................................ 222.2.4. Соединения с короткими расстояниями Ce-Ru ...............................................................

232.3. Тройные соединения систем Ce-Ru-Ga и La-Ru-Ga ................................................. 482.4. Фазовые диаграммы Ce/La-Ru, Ru-Ga, Ce/La-Ga ..................................................... 512.5. Выводы из литературного обзора и постановка задачи ..........................................

563.Экспериментальная часть ................................................................................................... 583.1. Методы синтеза и исследований ................................................................................ 583.1.1. Синтез образцов.................................................................................................................. 583.1.2. Рентгенофазовый анализ....................................................................................................

593.1.3. Рентгеноструктурный анализ ............................................................................................ 593.1.4. Локальный рентгеноспектральный анализ ...................................................................... 603.1.5. Дифференциально-термический анализ ...........................................................................

603.1.6. Физические свойства.......................................................................................................... 613.1.7. Рентгеновская спектроскопия поглощения выше L3–края поглощения (XANES) ...... 614.Результаты исследований ...................................................................................................

624.1. Новые тройные фазы в системах Ce-Ru-Ga и La-Ru-Ga.......................................... 624.1.1. Ce4Ru3Ga3 и La3Ru2Ga2 ....................................................................................................... 654.1.2. Ce9Ru4Ga5 ............................................................................................................................ 714.1.3.

Ce2Ru2Ga3 ............................................................................................................................ 794.1.4. Ce5Ru3Ga2 и La5Ru3Ga2 ....................................................................................................... 864.1.5. CeRu3-xGax, LaRu3-xGax, Ce2Ru7-xGax и Ce10Ru40-xGa24+x.................................................... 924.1.6. CeRu0.9Ga1.1, CeRu2-xGax, LaRu2-xGax, LaRuGa и Ce7Ru6Ga7 ............................................

964.1.7. Ce6(Ru1-xGax)Ga2 ................................................................................................................ 1044.1.8. Ce23+xRu7Ga4-x .................................................................................................................... 1064.1.9. Ce26(RuxGa1-x)17 и La26(RuxGa1-x)17 .................................................................................... 1114.1.10. LaRu2Ga3 ............................................................................................................................ 1144.2. Фазовые равновесия в системах Ce-Ru-Ga и La-Ru-Ga при температуре 600ºC 1155.Обсуждение результатов .................................................................................................. 1276.Выводы ...............................................................................................................................

1337.Список Литературы ........................................................................................................... 1348.Благодарности .................................................................................................................... 1419.Приложение........................................................................................................................ 1422Используемые обозначенияРЗЭРедкоземельный элементПМПереходный металлИМСИнтерметаллическое соединениеРФАРентгенофазовый анализРСАРентгеноструктурный анализЛРСАЛокальныйрентгеноспектральный анализДТАДифференциально-термическийанализ31.

ВведениеИнтерметаллические соединения редкоземельных элементов зачастую обладаютнетипичными для обычных металлов физическими свойствами при низких температурах.Из-за наличия у редкоземельного элемента (РЗЭ) заполняющейся глубокорасположенной4f-орбитали, характеризующейся низкой величиной эффективного радиуса, вследствиечего она не перекрывается с орбиталями близлежащих ионов, магнитный момент,связанный с ней, оказывается сильно локализованным.

Поэтому магнитные свойстваатомов РЗЭ сохраняются и в их соединениях, что приводит к большому разнообразию уних магнитных и электрофизических свойств, а также делает возможным их применение вэлектронной коммутации, устройствах записи, чтения и хранения информации. Этиинтерметаллиды занимают во многих отношениях промежуточное положение междумагнитными и немагнитными материалами, между металлами и диэлектриками, аэлектроны в них, сохраняя в значительной степени локализованный характер, в то жевремя частично коллективизируются и начинают принимать участие в химической связи.К соединениям с нетипичными физическими свойствами относятся тяжелофермионныесверхпроводники CeCu2Si2 [1], CeCoIn5 [2], соединения CePd2Si2, CeIn3 [3], CePd5Al2,CeRhGe2 [4], переходящие в тяжелофермионное сверхпроводящее состояние подприложенным давлением, тяжелофермионный сверхпроводник с нецентросимметричнойструктурой CePt3Si [5], соединение с Кондо-решеткой CePt2Si [6], и другие.

Интерес к Ceсодержащим интерметаллидам основывается на большом количестве нерешенныхтеоретических проблем, поскольку корреляционные зависимости «состав-структурасвойства» для соединений с специфическим поведением при низкой температуре до сихпор не установлены.При анализе физических свойств и строения интерметаллических соединенийобращает на себя внимание группа интерметаллидов, структуры которых содержаткороткие и аномально короткие расстояния Ce-ПМ, где ПМ = Co, Rh, Pd, Ru, которые вних составляют 2.3-2.6 и 2.7-2.8 Å, соответственно.Измерения физических свойств некоторых интерметаллидов, содержащих короткиерасстояния Ce-ПМ свидетельствуют о наличии в них атомов церия в промежуточновалентном состоянии. В связи с этим можно предположить, что присутствие короткихсвязей Ce-ПМ в интерметаллидах указывает на промежуточно-валентное состояние церияв соответствующих структурах, которое, в свою очередь, связано с проявлениемспецифических низкотемпературных физических свойств этих соединений.4Большинство таких интерметаллидов образуется в системах, содержащиходновременно Ce и Ru, а именно Ce-Ru-In и Ce-Ru-Al.

Из-за подобия строения внешнейэлектронной оболочки атомов Al, In и Ga можно предполагать существование соединенийс короткими расстояниями Ce-Ru также в системе Ce-Ru-Ga, которая до сих порсистематически не исследована.Целью настоящего исследования является поиск и синтез новых тройных фаз всистеме Ce-Ru-Ga, в том числе с короткими расстояниями Ce-Ru, определение ихкристаллических структур, температур плавления и возможных фазовых переходов,установление областей существования этих фаз, а также изучение магнитных иэлектрофизических свойств при низких температурах, выявление взаимосвязи «составструктура-свойства». Кроме этого, была исследована система La-Ru-Ga с цельюполучения немагнитных аналогов тройных соединений из системы Ce-Ru-Ga.Для достижения поставленной цели решали следующие задачи: установлениефазовыхравновесийвсистемеCe(La)-Ru-Ga,синтезихарактеристика новых соединений: установление точного состава, определениетемператур плавления, возможных фазовых переходов, установление границобластей гомогенности для соединений с переменным составом; сравнительный анализ систем Ce-Ru-Ga и La-Ru-Ga: поиск подобий междуколичеством образующихся тройных фаз, их химическим составами, типамикристаллических структур; определение кристаллических структур полученных интерметаллидов, проведениекристаллохимического анализа; в случае обнаружения соединений с короткими связями Ce-Ru, получениеоднофазных образцов новых интерметаллидов, измерение их магнитных иэлектрофизических свойств, а также исследование методом рентгеновскойспектроскопии поглощения для оценки валентного состояния атомов церия; установление корреляции между длинами связи Ce-Ru и средней валентностьюцерия в соединениях; дляполученныхсоединений, содержащих Ce в промежуточно-валентномсостоянии, выявление взаимосвязи между наличием промежуточно-валентногосостояния церия и нетривиальными для металлов физическими свойствами.5Научная новизна−Проведено систематическое исследование фазовых равновесий в системах Ce-RuGa и La-Ru-Ga при 600ºC, определены границы областей гомогенности соединенийс переменным составом.−Впервые синтезированы 14 новых соединений в системе Ce-Ru-Ga и 8 новыхсоединений в системе La-Ru-Ga.−Определены 19 новых структур тройных интерметаллических соединений,выполнен кристаллохимический анализ этих структур.−Установлены пять новых структурных типов в системе Ce-Ru-Ga и три новыхструктурных типа в системе La-Ru-Ga.−Впервые получены семь новых интерметаллических соединений, содержащихкороткие и аномально короткие расстояния Ce-Ru.−Подтверждено присутствие атомов церия в промежуточно-валентном состоянии иизмеренымагнитныеитранспортныесвойствадлячетырехновыхинтерметаллидов.Теоретическая и практическая значимость работы− Полученные в ходе данной работы результаты могут быть использованы каксправочные при изучении фазовых равновесий в системах РЗЭ-ПМ-X (X – элемент13-й или 14-й групп), а также направленного синтеза тройных интерметаллидов вних.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации