КРИСТАЛІЧНА СТРУКТУРА ТВЕРДОГО РОЗЧИНУ Sc1-xCo2Inx (x=0–0,26)

N. Gulay, M. Daszkiewicz, Yu. Tyvanchuk, Ya. Kalychak

Анотація


Діаграма стану системи Sc−Co−In систематично не досліджена. З літератури відома низка тернарних сполук системи: Sc6Co2,18In0,82 (просторова група Immm, a = 8,867, b = 8,780, c = 9,321 Å), Sc5Co2In4 (Pbam, a = 17,3400, b = 7,5940, c = 3,3128 Å), Sc3Co1,69In4 (P-6, a = 7,6598, c = 3,3617 Å), Sc10Co9In19.60 (P4/nmm, a = 12,8220, c = 9,0338 Å), Sc2CoIn (P4/mmm, а = 3,2887, c = 7,1642 Å) і Sc100Co25In7 (Fm-3, а = 17,7411 Å).

Під час дослідження фазових рівноваг у системі Sc–Co–In при 870 К виявлене утворення твердого розчину Sc1-xCo2Inx (x=0–0,26, структурний тип MgCu2, просторова група Fd-3m).

Методом електродугового плавлення у атмосфері чистого аргону синтезовано три зразки при складах: Sc28Co66,7In5,3, Sc22Co66,7In11,3 та Sc16,7Co66,7In16,6. Твердий розчин досліджували рентгенівськими дифракційними методами порошку (дифрактометр Stoe IPDS, випромінювання CuKa) та  монокристала (чотирикружний дифрактометр Oxford Diffraction з детектором CCD Atlas, випромінювання MoKa), а також методом EDX аналізу (растровий електронний мікроскоп з рентгенівським мікроаналізатором РЕММА–102–02).

За даними EDX аналізу зразок Sc16,7Co66,7In16,6 складається з трьох фаз: Sc18Co65In17 (основна фаза − ScCo4In), Sc23Co68In9 (твердий розчин на основі ScCo2) та Sc25Co30In44 (невідома сполука). Фазу Sc23Co68In9 ≡ Sc0,74Co2In0,26 можна розглядати як межу твердого розчину на основі ScCo2.

Кристалічна структура твердого розчину досліджена методом монокристала для складів Sc0,96Co2In0,04 (a = 6,91154(10) Å, Z = 8, R1 = 0,0167, wR2 = 0,0441) і Sc0,78Co2In0,22 (a = 6,93072(14) Å, Z = 8, R1 = 0,0201, wR2 = 0,0465). Параметри елементарної комірки в межах твердого розчину зростають зі збільшенням вмісту Індію, відповідно до атомних радіусів Скандію (1,606 Å) та Індію (1,626 Å).

Подібні тверді розчини були знайдені у системах R−Ni−In, де R – важкий рідкісноземельний елемент, наприклад Er1-0,76Ni2In0-0,24, Dy1-0,50Ni2In0-0,50 та Tm1-0,50Ni2In0-0,50. Однак у системі Er−Co−In твердий розчин (Er1-0,72Co3In0-0,28) існує для структури типу PuNi3.

 

Ключові слова: Скандій, Кобальт, Індій, інтерметалід, кристалохімія.


Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Kalychak Ya. M., Zaremba V. I., Pöttgen R., Hoffmann R.-D., Lukachuk M. Rare Earth – Transition Metal – Indides – Synthesis, Phase Relations, Crystal Chemistry, Chemical Bonding and Physical Properties // Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Elsevier. 2005. Vol. 34. P. 1–133.

Kalychak Ya. M. The system Ce–Co–In // Visn. Lviv Univ. Ser. Chem. 1999. Vol. 38. P. 70–73 (in Ukrainian).

Dzevenko M., Hamyk A., Tyvanchuk Yu., Kalychak Ya. Phase equilibria in the Er–Co–In system and crystal structure of Er8CoIn3 compound // Cent. Eur. J. Chem. 2013. Vol. 11. No. 4. P. 604–609. DOI: https://doi.org/10.2478/s11532-012-0195-y

Zaremba R. I., Kalychak Ya. M., Rodewald U. Ch., Pöttgen R., Zaremba V. I. New Indides Sc6Co2.18In0.82, Sc10Ni9In19.44 and ScCu4In – Synthesis, Structure, and Crystal Chemistry // Z. Naturforsch. 2006. Vol. 61b. P. 942–948.

Tyvanchuk Yu., Gulay N., Bigun I., Galadzhun Ya., Kalychak Ya. The crystal structure of Sc5Co2In4 // Z. Natuforshung. 2015. Vol. 70b. P. 283–287. DOI: https://doi.org/10.1515/znb-2014-0216

Gulay N., Tyvanchuk Yu., Kalychak Ya. New compounds with structure types Lu3Co2-xIn4 and Ho10Ni9In20 in Sc–Co–In system // Visnyk Lviv Univ. Ser. Chem. 2017. Vol. 58. Pt. 1. P. 63–68 (in Ukrainian).

Gulay N. L., Tyvanchuk Yu. B., Kalychak Ya. M., Kaczorowski D. Crystal structure and magnetic properties of new compounds Sc2CoIn and Sc100Co25In7 // J. Alloys Compd. 2018. Vol. 731. P. 222–228.

DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.10.023

Massalski T. B. (Ed.) Co–Sc (Cobalt–Scandium) in Binary Alloy Phase Diagrams, Second Edition // ASM International, Materials Park, Ohio. 1990. Vol. 2. P. 1235–1236.

Kotur B. Ya., Gratz E. Scandium alloy systems and intermetallics // Handbook on the Physics and Chemistry of Rare Earths. Elsevier. 1999. Vol. 27. P. 339–533.

Sheldrick G. M. A short history of SHELX // Acta Crystallogr. 2008. Vol. A64. P. 112–122. DOI: https://doi.org/10.1107/S0108767307043930

Emsley J. The Elements, Second Edition // Clarendon Press. Oxford, 1991.

Shilov A. L. The thermodynamic instability and structure of the hydrides of intermetallic compounds // Russ. J. Inorg. Chem. 1991. Vol. 36. P. 1256–1261.

Gschneidner K. A. Jr., Ikeda K., Tsang T. W. E. et al. Influence of high magnetic fields (10 T) on paramagnons in rare-earth intermetallic compounds // Physica B+C (Amsterdam). 1985. Vol. 130. P. 202–206.

Burzo E., Gratz E., Pop V. On the magnetic behaviour of ACo2 (A= Y, Lu, Zr, Sc and Hf) compounds // J. Magn. Magn. Mater. 1993. Vol. 123. P. 159–164.

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. P. 2707–2712. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jssc.2011.08.006

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. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2017.02.023

Tyvanchuk Yu. B., Lukachuk M., Pöttgen R., Szytula A., Kalychak Ya. M. The ternary system Tm–Ni–In at 870 K // Z. Naturforsch. 2015. Vol. 70b. P. 665–670. DOI: https://doi.org/10.1515/znb-2015-0075




DOI: http://dx.doi.org/10.30970/vch.5901.060

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.