НЕПЕРЕРВНИЙ РЯД ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ Tb2Ni17-xCox, 0 ≤ x ≤ 17. СТРУКТУРНІ ТА ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВІВ

V. Kordan, V. Nytka, I. Tarasiuk, O. Zelinska, R. Serkiz, V. Pavlyuk

Анотація


Методами рентгенівської дифракції порошку, скануючої електронної мікроскопії, енергодисперсійної рентгенівської і рентгенофлуоресцентної спектроскопії досліджено неперервний ряд твердих розчинів між двома бінарними інтерметалідами Tb2Ni17 та Tb2Со17 при 600 оС; електрохімічні властивості електродів на основі фаз з області гомогенності твердого розчину досліджено шляхом проведення електрохімічного гідрування у двоелектродних комірках. Залежність зміни параметрів елементарної комірки від вмісту кобальту є близькою до лінійної залежності – у результаті заміщення нікелю на кобальт параметри елементарної комірки фаз збільшуються. Збільшення вмісту кобальту покращує ємність електродів, однак підвищує активність електрода до дії електроліту, що проявляється у зменшенні кристалічності та зміні кількісного складу. Кількість мобільного гідрогену за однакових умов становить: 1,53 H/ф.о. для Tb2Ni17; 1,83 H/ф.о. для Tb2Ni12,2Co4,8; 2,08 H/ф.о. для Tb2Ni6,5Co10,5. Ємність електродів не перевищує 60 мА·год/г. Після 50 циклів заряд-розряду простежували збільшення пористості поверхні зерен та значну аморфізацію матеріалу анода.

 

Ключові слова: інтерметалічна сполука, неперервний ряд твердих розчинів, електрохімічне гідрування, нікель-металогідридні акумулятори.


Повний текст:

PDF

Посилання


Besenhard J. O. Handbook of battery materials. Wiley-VCH, Weinheim, 1999, 1023 р.

Kordan V., Zelinska O., Pavlyuk V., Nytka V., Serkiz R. Electrochemical hydrogenation of Tb2Ni17-xMx (M = Mg, Sn) phases // Chem. Met. Alloys. 2016. Vol. 9(3/4). P. 153–157.

Kordan V., Nytka V., Kovalczyk G., Balinska A., Zelinska O., Serkiz R., Pavlyuk V. Influence of doping elements on the electrochemical hydrogenation efficiency of Tb2Ni17-based phases // Chem. Met. Alloys. 2017. Vol. 10(1/2). P. 61–68.

Kordan V., Nytka V., Zelinska О., Тarasiuk І., Oshchapovsky І., Pavlyuk V., Serkiz R. Structural and electrochemical properties of solid solutions based on Tb2Ni17 // Coll. Abstr. XV Ukr. Scient. Conf. “Lviv Сhemical Reading–2017”, May, 28–31, Lviv, 2017. P. N51. (in Ukrainian).

Kordan V., Nytka V., Tarasiuk I., Zelinska O., Kovalczyk G., Serkiz R., Pavlyuk V. Synthesis and properties of the electrodes on the basis of solid solutions RxTb2-xNi17 and Tb2Ni17-xMx (R = Zr, La; M = Co, Zn) // Coll. Abstr. XVI Ukr. Scient. Conf. “Lviv Chemical Reading–2019”. June 2–5, 2019. Lviv, 2019. P. U7 (in Ukrainian).

Kordan V. M., Nytka V. V., Zelinska O. Ya., Pavlyuk V. V., Serkiz R. Ya. Electrochemical synthesis of the hydrides Tb2Ni17-xLixHy and Tb2Ni17-x-yLixMgyHz // Book of Abstr. “X Ukr. Scient. Conf. Stud. Young Scient. Int. Part.”. March 27–29, 2017. Vinnytsia, 2017. P. 90.

Kordan V., Zelinska O., Tarasiuk I., Serkiz R., Pavlyuk V. Electrochemical hydrogenation of Tb2Ni15.2Li0.6Mg0.6Sb0.6 // Coll. Abstr. XXI Int. Sem. Phys. Chem. Solids. June 10–13, 2018. Czestochowa; Poland, 2018. P. 73.

Тarasiuk І., Stetskiv І., Kordan V., Pavlyuk V. Еlectrochemical synthesis of hydrides TbCo4.8М0.1Li0.1Нх (М = Ge, Sn) // Visn. Lviv Univer., Ser. Chem. 2017. Vol. 58(1). P. 117–123 (in Ukrainian).

Pavlyuk V., Ciesielski W., Kulawik D., Kowalczyk G., Balińska A., Prochwicz W.,
Folentarska A., Pavlyuk N., Kordan V. Hydrogenation, structural and electrochemical properties of Mg76Li12Al12 // Coll. Abstr. XIII Int. Conf. Cryst. Chem. Intermet. Compd. September 25–29, 2016. Lviv, 2016. P. 121.

Pavlyuk V., Ciesielski W., Pavlyuk N., Kulawik D., Szyrej M., Rozdzynska-Kielbik B.,
Kordan V. Electrochemical hydrogenation of Mg76Li12Al12 solid solution phase // Ionics. 2018. Vol. 25(6). P. 2701–2709. DOI: https://doi.org/10.1007/s11581-018-2743-8

Pavlyuk V., Ciesielski W., Pavlyuk N., Kulawik D., Kowalczyk G., Balińska A., Szyrej M., Rozdzynska-Kielbik B., Folentarska A., Kordan V. Hydrogenation and structural properties of Mg100-2xLixAlx (x = 12) limited solid solution // Mater. Chem. Phys. 2019. Vol. 223. P. 503–511. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.11.007

Ritter C., Provino A., Fauth Fr., Dhar S. K., Pecharsky V. K., Manfrinetti P. From Tb3Ni2 to Tb3CoNi: The interplay between chemistry, structure, and magnetism // Phys. Rev. Mater. 2019. Vol. 3(2). P. 024406–024419. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.3.024406

Yao Q., Wang Y., Zhou H. Phase diagram of the Tb–Ni binary system // J. Alloys Compd. 2005. Vol. 395. P. 98–100. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.11.043

Besenhard J. O. Handbook of battery materials. Wiley-VCH, Weinheim, 1999, 1023 р.

Kordan V., Zelinska O., Pavlyuk V., Nytka V., Serkiz R. Electrochemical hydrogenation of Tb2Ni17-xMx (M = Mg, Sn) phases // Chem. Met. Alloys. 2016. Vol. 9(3/4). P. 153–157.

Kordan V., Nytka V., Kovalczyk G., Balinska A., Zelinska O., Serkiz R., Pavlyuk V. Influence of doping elements on the electrochemical hydrogenation efficiency of Tb2Ni17-based phases // Chem. Met. Alloys. 2017. Vol. 10(1/2). P. 61–68.

Kordan V., Nytka V., Zelinska О., Тarasiuk І., Oshchapovsky І., Pavlyuk V., Serkiz R. Structural and electrochemical properties of solid solutions based on Tb2Ni17 // Coll. Abstr. XV Ukr. Scient. Conf. “Lviv Сhemical Reading–2017”, May, 28–31, Lviv, 2017. P. N51. (in Ukrainian).

Kordan V., Nytka V., Tarasiuk I., Zelinska O., Kovalczyk G., Serkiz R., Pavlyuk V. Synthesis and properties of the electrodes on the basis of solid solutions RxTb2-xNi17 and Tb2Ni17-xMx (R = Zr, La; M = Co, Zn) // Coll. Abstr. XVI Ukr. Scient. Conf. “Lviv Chemical Reading–2019”. June 2–5, 2019. Lviv, 2019. P. U7 (in Ukrainian).

Kordan V. M., Nytka V. V., Zelinska O. Ya., Pavlyuk V. V., Serkiz R. Ya. Electrochemical synthesis of the hydrides Tb2Ni17-xLixHy and Tb2Ni17-x-yLixMgyHz // Book of Abstr. “X Ukr. Scient. Conf. Stud. Young Scient. Int. Part.”. March 27–29, 2017. Vinnytsia, 2017. P. 90.

Kordan V., Zelinska O., Tarasiuk I., Serkiz R., Pavlyuk V. Electrochemical hydrogenation of Tb2Ni15.2Li0.6Mg0.6Sb0.6 // Coll. Abstr. XXI Int. Sem. Phys. Chem. Solids. June 10–13, 2018. Czestochowa; Poland, 2018. P. 73.

Тarasiuk І., Stetskiv І., Kordan V., Pavlyuk V. Еlectrochemical synthesis of hydrides TbCo4.8М0.1Li0.1Нх (М = Ge, Sn) // Visn. Lviv Univer., Ser. Chem. 2017. Vol. 58(1). P. 117–123 (in Ukrainian).

Pavlyuk V., Ciesielski W., Kulawik D., Kowalczyk G., Balińska A., Prochwicz W., Folentarska A., Pavlyuk N., Kordan V. Hydrogenation, structural and electrochemical properties of Mg76Li12Al12 // Coll. Abstr. XIII Int. Conf. Cryst. Chem. Intermet. Compd. September 25–29, 2016. Lviv, 2016. P. 121.

Pavlyuk V., Ciesielski W., Pavlyuk N., Kulawik D., Szyrej M., Rozdzynska-Kielbik B., Kordan V. Electrochemical hydrogenation of Mg76Li12Al12 solid solution phase // Ionics. 2018. Vol. 25(6). P. 2701–2709. DOI: https://doi.org/10.1007/s11581-018-2743-8

Pavlyuk V., Ciesielski W., Pavlyuk N., Kulawik D., Kowalczyk G., Balińska A., Szyrej M., Rozdzynska-Kielbik B., Folentarska A., Kordan V. Hydrogenation and structural properties of Mg100-2xLixAlx (x = 12) limited solid solution // Mater. Chem. Phys. 2019. Vol. 223. P. 503–511. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.11.007

Ritter C., Provino A., Fauth Fr., Dhar S. K., Pecharsky V. K., Manfrinetti P. From Tb3Ni2 to Tb3CoNi: The interplay between chemistry, structure, and magnetism // Phys. Rev. Mater. 2019. Vol. 3(2). P. 024406–024419. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.3.024406

Yao Q., Wang Y., Zhou H. Phase diagram of the Tb–Ni binary system // J. Alloys Compd. 2005. Vol. 395. P. 98–100. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.11.043

Buschow K. H. J. The crystal structures of the rare-earth compounds of the form R2Ni17, R2Co17 and R2Fe17 // J. Less-Common Met. 1966. Vol. 11(3). Р. 204–208. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-5088(66)90006-3

Kraus W., Nolze G. Powder Cell for Windows. Berlin, 1999.

King G., Schwarzenbach D., Hall S. R. et al. Latcon. Xtal3.7 System: University of Western Australia, 2000.

http://chem.lnu.edu.ua/mtech/mtech.htm

Shtender V. V., Denys R. V., Zavaliy I. Yu., Zelinska O. Ya., 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. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jssc.2015.09.031

Morozkin A. V., Garshev A. V., Knotko A. V., Yapaskurt V. O., Yao J. The Tb–Co–Ga system at 870 K as a representative of rare-earth cobalt gallides: Crystal structure and magnetic properties // J. Solid State Chem. 2019. Vol. 277. P. 303–315. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jssc.2019.06.026

Sun Zh., Zhang H., Zhang Sh., Wang J., Shen B. Structure and magnetic properties of Tb2Co17-xMnx compounds // J. Appl. Chem. 2000. Vol. 87(12). P. 8666–8670. DOI: https://doi.org/10.1063/1.373594

Isnard O., Miraglia S., Soubeyroux J. L., Fruchart D., Stergiou A. Neutron diffraction study of the structural and magnetic properties of the R2Fe17Hx(Dx) ternary compounds (R = Ce, Nd and Ho) // J. Less-Common Met. 1990. Vol. 162(2). P. 273–284. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-5088(90)90343-I




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6101.080

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.