СИСТЕМА Er–Co–C ПРИ 800 оC. КРИСТАЛІЧНІ СТРУКТУРИ ErC ТА ErCoC

V. Levytskyy, V. Babizhetskyy, B. Kotur

Анотація


За результатами дослідження відпалених при 800 оC зразків методами Х-променевого фазового і структурного аналізів та енергодисперсійної Х-променевої спектроскопії побудовано ізотермічний переріз діаграми стану системи Er–Co–C в концентраційних межах ErCo2–Co–C–Er2C. У системі Er–C, що обмежує досліджувану потрійну, знайдено нову бінарну сполуку ErC та визначено її кристалічну структуру методом порошкової дифракції (синхротронне випромінювання): просторова група (ПГ) Pbam, a = 12,0423(2), b = 15,6126(2), c = 3,55140(5) Å. Карбід ErC кристалізується у власному структурному типі (СТ), спорідненому до Ca3In2O6, відповідно до впорядкування підґратки важких атомів. Для іншого бінарного карбіду, αEr2Cx (СТ anti-CdCl2), виявлено невелику область гомогенності при 800 оC (0,94≤ x ≤1,05). Розчинність третього компонента в бінарних сполуках не перевищує межі чутливості використаних методів аналізу. У потрійній системі підтверджено дві тернарні сполуки ErCoC (СТ YCoC) та ErCoC2 (СТ CeNiC2). Вперше вивчено кристалічну структуру ErCoC1,06(6) методом монокристала: СТ YCoC (невпорядкований), ПГ P4/mmm, a = 3,6327(2),  c = 3,3667(4) Å. Цю структуру підтверджено також методом порошку, уточнено з внутрішнім стандартом Si параметри елементарної комірки: a = 3,6380(3), c = 3,3734(3) Å. Уточнення кристалічної структури ErCoC2 проведено методом порошку: СТ CeNiC2, ПГ Amm2, a = 3,4862(1), b = 4,5002(1), c = 6,0117(2) Å. Для ErCoC та ErCoC2 концентраційних областей гомогенності не виявлено. Проведено аналіз літературних даних та власних даних авторів щодо характеру фазових рівноваг та кристалохімії тернарних сполук у споріднених потрійних системах R–Co–C (R – рідкісноземельний елемент).

 

Ключові слова: карбіди, потрійна система, фазові рівноваги, інтерметалічні сполуки, кристалічна структура.


Повний текст:

PDF

Посилання


Babizhetskyy V., Kotur B., Levytskyy V., Michor H. Alloy systems and compounds containing rare earth metals and carbon. In: Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Eds. J.-C. G. Bünzli and V. K. Pecharsky. Amsterdam, New York: Elsevier–North-Holland, 2017. Vol. 52. Ch. 298. P. 1–263. DOI: https://doi.org/10.1016/bs.hpcre.2017.09.001

Pecharskaya A. O. Crystal Chemistry of Ternary Carbides of the Rare Earths. Abstract of Candidate’s Thesis (Chemical Sciences). Lviv, 1989. 17 p. (in russian).

Kotur B. Ya., Gratz E. Scandium alloy systems and intermetallics. In: Handbook on the Physics and Chemistry of the Rare Earths. Eds. K. A. Gschneidner, Jr. and L.-R. Eyring. Amsterdam: Elsevier Science B. V. 1999. Vol. 27. Ch. 175. P. 339–533. DOI: https://doi.org/10.1016/S0168-1273(99)27006-7

Marusin E. P. Investigation of ternary systems {yttrium, lanthanum, cerium}–{iron, cobalt, nickel}–carbon (phase equilibria, crystal structures, and some physical properties of the compounds). Abstract of Candidate’s Thesis (Chemical Sciences). Lviv, 1982. 21 p. (in russian).

Putyatin A. A., Kozlovskii V. F. Phase relations in the systems RE–Co–C at various pressures // Vestnik Mosk. Univ. Ser. 2. Khim. 1991. Iss. 32. P. 58–61 (in russian).

Stadelmaier H. H., Liu N.-C. The ternary system cobalt–samarium–carbon // Z. Metalkde. 1985. Bd. 76. P. 585–588. DOI: https://doi.org/10.1515/ijmr-1985-760901

Tsokol’ A. O. Ternary systems Gd–{Co, Ni}–C // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 1986. Iss. 27. P. 41–43 (in Ukrainian).

Levytskyy V. O. The compounds of the R–M–C systems (R = rare earth metal, M = 3d-element) and their hydrides: synthesis, structure, and properties. Abstract of Candidate’s Thesis (Chemical Sciences). Lviv, 2015. 24 p. (in Ukrainian).

Levytskyi V., Isnard O., Kremer R. K., Babizhetskyy V., Fontaine B., Rocquefelte X., Halet J.-F., Guimeniuk R. Crystal, electronic and magnetic structures of a novel series of intergrowth carbometalates R4Co2C3 (R = Y, Gd, Tb) // Dalton Trans. 2021. Vol. 50. P. 4202–4209. DOI: https://doi.org/10.1039/D1DT00420D

Levytskyy V., Kostetska A., Babizhetskyy V., Kotur B., Serkiz R. System Dy–Co–C at 800 оС // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2013. Iss. 53. Part 1. P. 19–27.

Tsokol’ A. O., Bodak O. I., Marusin E. P. Crystal structure of YCoC // Kristallographiya. 1989. Vol. 34. P. 1014–1016 (in russian).

Gerss M. H., Jeitschko W. YCoC and isotypic carbides with a new, very simple structure type // Z. Naturforsch. 1986. Vol. 41b. P. 946–950. DOI: https://doi.org/10.1515/znb-1986-0804

Meng L., Jia Y., Li L. Study of the magnetic and magnetocaloric properties in RECoC (RE =Tb and Er) compounds // Intermetallics. 2018. Vol. 97. P. 67–70. DOI: https://doi.org/10.1016/j.intermet.2018.03.010

Jeitschko W., Gerss M. H. Ternary carbides of the rare earth and iron group metals with CeCoC2- and CeNiC2-type structure // J. Less-Common Met. 1986. Vol. 116. P. 147–157. DOI: https://doi.org/10.1016/0022-5088(86)90225-0

Kotsanidis P. A., Yakinthos J. K. Schäfer W. Crystal and magnetic structures of RCoC2 (R = Nd, Er, Tm) // J. Alloys Compd. 1996. Vol. 242. P. 90–94. DOI: https://doi.org/10.1016/0925-8388(96)02357-2

Meng L., Jia Y., Li L. Large reversible magnetocaloric effect in the RECoC2 (RE = Ho and Er) compounds // Intermetallics. 2017. Vol. 85. P. 69–73. DOI: https://doi.org/10.1016/j.intermet.2017.02.006

Buschow K. Rare-Earth Cobalt Intermetallic Compounds // Phillips Res. Rep. 1971. Vol. 26. P. 49–64.

Wang C. P., Zheng A. Q., Liu X. J., Ishida K. Thermodynamic assessments of the Co–Er and V–Er systems // J. Alloys Compd. 2009. Vol. 478. P. 197–201. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.11.110

Ishida K., Nishizawa T. The C–Co (Carbon-Cobalt) system // J. Phase Equil. 1991. Vol. 12. P. 417–424. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02645959

Bell T., Celania C. R., Smetana V., Mudring A.-V., Meyer G. Tb3Pd2, Er3Pd2 and Er6Co5–x: structural variations and bonding in rare-earth-richer binary intermetallics // Acta Crystallogr. 2018. Vol. C74. P. 991–996. DOI: https://doi.org/10.1107/S2053229618010549

Zou J.-D., Yan M., Yao J.-L. Manipulation of the magnetic properties in Er1−xCo2 compounds by atomic vacancies // J. Alloys Compd. 2015. Vol. 632. P. 30–36. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.01.122

Adams W., Moreau J., Parthé E., Schweizer J. R12Co7 compounds with R = Gd, Tb, Dy, Ho, Er // Acta Crystallogr. 1976. Vol. 32. P. 2697–2699. DOI: https://doi.org/10.1107/S0567740876008595

Kumar R., Yelon W. Crystal and magnetic structure of Er2(CoxFe1-x)17 compounds // J. App. Phys. 1990. Vol. 67. P. 4641–4643. DOI: https://doi.org/10.1063/1.344839

Gschneidner, Jr. K. A., Calderwood F. W. The C–Er (carbon–erbium) system // Bull. Alloy Phase Diagr. 1986. Vol. 7. P. 440–441. DOI: https://doi.org/10.1007/BF02867802

Atoji M. Magnetic and crystal structures of ErC2 at 297–2 K // J. Chem. Phys. 1972. Vol. 57. P. 2410–2413. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1678603

Czekalla R., Jeitschko W., Hoffman R., Rabeneck H. Preparation, crystal Structure, and properties of the lanthanoid carbides Ln4C7 with Ln = Ho, Er, Tm and Lu // Z. Naturfors. 1996. Bd. 51. S. 646–654. DOI: https://doi.org/10.1515/znb-1996-0505

Pöttgen R., Jeitschko W. Sc3C4, a carbide with C3 units derived from propadiene // Inorg. Chem. 1991. Vol. 30. P. 427–431. DOI: https://doi.org/10.1021/ic00003a013

Atoji M. Neutron-diffraction study of cubic ErC0.6 in the temperature range 1.6–296 K // J. Chem. Phys. 1981. Vol. 74. P. 1898–1901. DOI: https://doi.org/10.1063/1.441281

Akselrud L., Grin Y. WinCSD: software package for crystallographic calculations (Version 4) // J. Appl. Crystallogr. 2014. Vol. 47. P. 803–805. DOI: https://doi.org/10.1107/S1600576714001058

Sheldrick G. M. Crystal structure refinement with SHELXL // Acta Crystallogr. 2015. Vol. C71. 3–8. DOI: https://doi.org/10.1107/S2053229614024218

Smith D. W. Inorganic Substances: A Prelude to the Study of Descriptive Inorganic Chemistry. Cambridge: Cambridge University Press, 1990.

Schenck R. V., Müller-Buschbaum H. K. Über Erdalkalimetalloxoindate. II. Ein neues Calciumindat Ca3In2O6 // Z. Anorg. Allg. Chem. 1973. Bd. 398. S. 15–23. DOI: https://doi.org/10.1002/zaac.19733980103

Steiner S., Michor H., Sologub O., Hinterleitner B., Höfenstock F., Waas M., et al. Single-crystal study of the charge density wave metal LuNiC2 // Phys. Rev. B. 2018. Vol. 9. P. 205115(1–11). DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.205115




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.6401.073

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.