Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x
Методами монокристала та порошку визначено кристалічну структуру і уточнено склад шести багатих на галій фаз системи Y–Cu–Ga. Показано, що структури усіх цих фаз можна отримати з ромбічно деформованої підгратки типу BaAl4 кратним збільшенням її періодів (a й b) та частковим заміщенням пар атомів Cu/...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2011 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2011
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/36977 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x / Н.М. Білявина, В.Я. Марків, М.В. Тимошенко, Ю.О. Тітов, М.С. Слободяник // Доп. НАН України. — 2011. — № 1. — С. 118-125. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860236071550320640 |
|---|---|
| author | Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Тимошенко, М.В. Тітов, Ю.О. Слободяник, М.С. |
| author_facet | Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Тимошенко, М.В. Тітов, Ю.О. Слободяник, М.С. |
| citation_txt | Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x / Н.М. Білявина, В.Я. Марків, М.В. Тимошенко, Ю.О. Тітов, М.С. Слободяник // Доп. НАН України. — 2011. — № 1. — С. 118-125. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Методами монокристала та порошку визначено кристалічну структуру і уточнено склад шести багатих на галій фаз системи Y–Cu–Ga. Показано, що структури усіх цих фаз можна отримати з ромбічно деформованої підгратки типу BaAl4 кратним збільшенням її періодів (a й b) та частковим заміщенням пар атомів Cu/Ga на один атом Cu/Ga, який розташовується в базових сітках (Z = 0; 0,5): 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63 (структура типу BaAl4, кратність 1×1), 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84 та 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0 (власний, 3×3), 4−Y1,08Cu0,57Ga3,35 (9×9), 5−Y3,025Cu4Ga6,975 та 6−Y3,23Cu3,07Ga7,70 (La3Al11, 3×1).
By means of the X-ray single crystal and powder methods, the crystal structures and phase compositions of six Ga-rich phases of the Y–Cu–Ga system are investigated. It is shown that the crystal structures of all six phases can be obtained of the orthorhombic deformed sublattice of BaAl4-type structure by the multiple increase of its a and b lattice constants and by a partial replacement of pair copper/gallium atoms with one copper/gallium atom which is placed in the basic planes (Z = 0; 0.5): namely, 1−Y1.02Cu1.35Ga2.63 (BaAl4-type structure, 1×1 multiplicity), 2−Y1.04Cu1.12Ga2.84 and3−Y1.0Cu1.0Ga3.0 (own type structure, 3×3), 4−Y1.08Cu0.57Ga3.35 (9×9), 5−Y3.025Cu4Ga6.975 and 6−Y3.23Cu3.07Ga7.70 (La3Al11, 3×1).
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:24:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
1 • 2011
ХIМIЯ
УДК 53.49.03:669.018.1.794’3’831
© 2011
Н.М. Бiлявина, В.Я. Маркiв, М. В. Тимошенко, Ю. О. Тiтов,
член-кореспондент НАН України М. С. Слободяник
Кристалiчна структура фаз серiй Y1+x(Cu,Ga)4−x
та Y3+x(Cu,Ga)11−x
Методами монокристала та порошку визначено кристалiчну структуру i уточнено
склад шести багатих на галiй фаз системи Y−Cu−Ga. Показано, що структури усiх
цих фаз можна отримати з ромбiчно деформованої пiдгратки типу BaAl4 кратним
збiльшенням її перiодiв (a й b) та частковим замiщенням пар атомiв Cu/Ga на один
атом Cu/Ga, який розташовується в базових сiтках (Z = 0; 0,5): 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63
(структура типу BaAl4, кратнiсть 1 × 1), 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84 та 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0
(власний, 3× 3), 4−Y1,08Cu0,57Ga3,35 (9× 9), 5−Y3,025Cu4Ga6,975 та 6−Y3,23Cu3,07Ga7,70
(La3Al11, 3 × 1).
Ранiше в роботах [1, 2] за результатами рентгенiвського дослiдження вiдпалених при 500 ◦С
сплавiв у багатiй на галiй областi концентрацiй системи Y−Cu−Ga було встановлено iсну-
вання п’яти фаз, якi утворюються на розрiзах 20–23% (ат.) Y. Враховуючи характерний
вигляд їх дифрактограм, була зазначена близькоспорiдненiсть їх структур [2]. Криста-
лiчну структуру першої з цих фаз (1−YCu1,3−1,2Ga2,7−2,8) у роботi [2] без перевiрки за-
пропонованої моделi було вiднесено до структурного типу BaAl4 (a = 0,4089–0,4094 нм,
c = 1,044–1,053 нм). Щодо фаз 2−YCu1,15Ga2,85, 3−YCu1,0Ga3,0 i 4−YCu0,8Ga3,2, то на
пiдставi результатiв iндексування присутнiх на їх дифрактограмах вiдбиттiв [2] зроблено
висновок про те, що всi вони є ромбiчно деформованими похiдними вiд типу BaAl4, але
з рiзним ступенем деформацiї вихiдної тетрагональної гратки. Кристалiчну структуру ще
однiєї фази (5−Y3Cu4Ga7), вперше синтезованої в роботi [1], дослiджено нами [3] методом
монокристала та вiднесено до структурного типу La3Al11 (a = 1,23673 нм, b = 0,41867 нм,
c = 0,93794 нм). Отже, це єдина фаза iз зазначених вище п’яти, кристалiчну структуру
якої встановлено повнiстю.
Мета даної роботи — визначення кристалiчної структури багатих на галiй фаз системи
Y−Cu−Ga, якi утворюються на розрiзах 20–23% (ат.) Y.
Сплави розрiзiв з 20,0; 20,5; 21,0 i 21,4% (ат.) Y та з атомним вмiстом Ga 50–75% (пере-
важно з iнтервалом у 1,0–2,5%) виготовлено методом електродугової плавки в середовищi
118 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №1
очищеного аргону з iтрiю марки ИтМ (99,8%), галiю марки ГЛ000 (99,999 %) та електролi-
тичної мiдi (99,99%). Зливки сплавiв запаювали в попередньо вакуумованi та в подальшо-
му заповненi аргоном кварцовi ампули i вiдпалювали у муфельних печах протягом 150 год
при 500 ◦С. Пiсля вiдпалу сплави гартували в холоднiй водi без розбивання ампул.
Дифрактограми отриманих сплавiв записували в мiдному фiльтрованому випромiню-
ваннi на автоматизованому рентгенiвському дифрактометрi ДРОН-3 [4] у дискретному
режимi: крок сканування 0,05◦ (для фазового аналiзу) або 0,03◦ (для дослiдження крис-
талiчної структури), час експозицiї в кожнiй точцi 3–5 с. Первинну обробку дифракцiй-
них даних виконували методом повнопрофiльного аналiзу. При цьому положення центрiв
ваги пiкiв визначено з похибкою ±0,001. . .0,005◦, а iнтегральнi iнтенсивностi — з похиб-
кою ±5. . .15%.
Рентгенiвський фазовий аналiз для кожного з дослiджених сплавiв проводили за спецi-
альним комплексом програм з використанням банку еталонних дифрактограм [4], якi го-
тували шляхом розрахунку (за лiтературними даними про кристалiчну структуру вiдомих
потрiйних та подвiйних сполук системи Y−Cu−Ga) або за експериментальними дифракто-
грамами дослiджуваних фаз.
Однофазнiсть сплавiв в областi потрiйних сполук контролювали методом мiкрострук-
турного аналiзу (мiкроскоп МИМ-8). Визначення кiлькiсного вмiсту компонентiв у фазових
складових сплавiв виконано на растровому електронному мiкроскопi ZEISS EVO 50XVP
з використанням фазочутливого детектора вiдбитих CZ-, BSD- та SE-електронiв (похибка
визначення масового вмiсту елементiв до ±0,1. . .0,3% при наборi спектра 50 с).
Монокристали дослiджуваних сполук вiдбирали з раковин 10-грамових зливкiв одно-
фазних сплавiв, якi повiльно охолоджували з розплаву. Визначення класу Лауе та
орiєнтировку отриманих монокристалiв проводили методом Квiтки–Уманського в каме-
рi РКОП-А. Перiоди iдентичностi граток розраховували за рентгенограмами обертання,
отриманими на мiдному випромiнюваннi в камерi РКВ-86, та уточнювали за дифракто-
грамами. Дифракцiйний клас симетрiї визначали за результатами iндексування повного
набору розгорток шарових лiнiй, якi були отриманi в камерi КФОР-4а на молiбденовому
випромiнюваннi.
Перевiрку структурних моделей, запропонованих на пiдставi монокристальних даних,
уточнення методом найменших квадратiв координатних й теплових параметрiв структури,
а також коефiцiєнтiв заповнення атомами вiдповiдних правильних систем точок, викону-
вали за допомогою комплексу програм [4]. Вмiст iтрiю в фазах визначено за результатами
розрахунку їх структур.
Дифрактограму фази 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63 було проiндексовано в тетрагональнiй сингонiї
з a = 0,40986(4) нм, c = 1,0411(1) нм (рис. 1). Аналiз лауеграм, отриманих вiд монокристала
цiєї сполуки, показує, що його гратка дiйсно є тетрагональною (клас Лауе 4/mmm), при-
чому вiсь четвертого порядку орiєнтована перпендикулярно до його найбiльш розвинутої
гранi. Усi вiдбиття, що присутнi на розгортках 0-, 1-, 2- й 3-шарових лiнiй (рис. 2), отри-
маних при обертаннi кристала навколо осi c, а також вiдбиття, що присутнi на розгортках
0- й 1-шарових лiнiй навколо осi a, добре iндексуються з визначеними за дифрактограмою
перiодами гратки та вказують на дифракцiйний клас, в який, зокрема, входить i просторо-
ва група I4/mmm. Отже, з урахуванням отриманих у результатi дослiджень монокристала
даних за вихiдну модель при розрахунку кристалiчної структури фази 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63
методом порошку природно було обрати структуру типу BaAl4. Ця модель у цiлому да-
ла задовiльну вiдповiднiсть мiж розрахованими та експериментальними значеннями iнтен-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №1 119
Рис. 1. Залежностi перiодiв (a, b, c) кристалiчних пiдграток фаз 1 — Y1,02Cu1,38−1,23Ga2,60−2,75 , 2 —
Y1,04Cu1,16−1,12Ga2,80−2,84 , 3 — Y1,0Cu1,05−0,95Ga2,95−3,05 , 4 — Y1,08Cu0,57−0,17Ga3,35−3,75 (кружечки) та 5 —
Y3,025Cu4Ga6,975, 6 — Y3,23Cu3,21−2,93Ga7,56−7,84 (трикутники) вiд вмiсту в сплавi Ga
сивностей вiдбиттiв дифрактограми. Але ця вiдповiднiсть дещо покращилася при введеннi
в модель структури типу BaAl4 додаткової правильної системи точок (позицiя 2b), частково
заповненої атомами Cu/Ga (табл. 1). Ступiнь заповнення атомами цiєї правильної системи
точок дуже мала, а їх введення компенсується вакансiями, наявними в правильних системах
точок 2a й 4e, зайнятих атомами Y й Cu/Ga вiдповiдно (див. табл. 1); склад фази при цьо-
му вiдповiдає розрiзу 20,4% (ат.) Y. Отже, кристалiчну структуру фази 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63
можна отримати iз структури типу BaAl4 шляхом втiлення у її базовi площини певної кiль-
костi атомiв компонента з меншим атомним радiусом.
Дифрактограми, що отриманi вiд фаз 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84, 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0 й
4−Y1,08Cu0,57Ga3,35, в основному зберiгають характер розташування пiкiв, який власти-
вий фазi 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63, але при наявностi в них вiдбиттiв типiв hhl та 00l усi вiдбиття
типiв h00, h0l та hkl розщепленi на два. Такий характер розщеплення насамперед може
свiдчити про ромбiчну деформацiю вихiдної тетрагональної решiтки (вiдношення b/a >
> 1). Отже, спочатку для кристалiчних структур цих фаз було побудовано спiльну модель,
яка є результатом зовнiшньої та внутрiшньої деформацiї тетрагональної структури фази
1−Y1,02Cu1,35Ga2,63. (Данi перевiрки цiєї моделi та уточнення структур зазначених вище
фаз методом порошку наведенi в табл. 1.) Результати розрахунку iнтенсивностей вiдбиттiв
120 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №1
Рис. 2. Фрагменти iндексування 3-шарових лiнiй при обертаннi навколо осi c кристалiв фаз 1 —
Y1,02Cu1,35Ga2,63, 2 — Y1,04Cu1,12Ga2,84, 3 — Y1,0Cu1,0Ga3,0, 4 — Y1,08Cu0,57Ga3,35, 5 — Y3,025Cu4Ga6,975 ,
6 — Y3,23Cu3,07Ga7,70 та вiдповiднi їм базовi сiтки при z = 0 (великi кружки — атоми Y, малi кружки —
атоми Cu/Ga)
у запропонованiй моделi добре узгоджуються з експериментом i показують, що на вiдмi-
ну вiд структури фази 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63 у структурах кожної з фаз 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84,
3−Y1,0Cu1,0Ga3,0 й 4−Y1,08Cu0,57Ga3,35 правильна система точок 2a за атомами Y комп-
лектна (див. табл. 1).
Згiдно з лауеграмами, отриманими вiд їх монокристалiв, фази 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84,
3−Y1,0Cu1,0Ga3,0 й 4−Y1,08Cu0,57Ga3,35 є орторомбiчними (клас Лауе mmm). Розгортки 0- й
1-шарових лiнiй, якi отриманi при обертаннi цих кристалiв навколо осi c, iдентичнi мiж
собою i без урахування ромбiчного спотворення подiбнi до аналогiчних розгорток вiд крис-
тала фази 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63. Однак розгортки третiх шарових лiнiй навколо осi c для
зазначених кристалiв суто iндивiдуальнi (див. рис. 2) i крiм сильних вiдбиттiв, властивих
вiдбиттям структури типу BaAl4 (кружки бiльшого радiуса), мiстять додатковi вiдбиття
(кружки меншого радiуса). Додатковi вiдбиття розташовуються у виглядi вставних вузло-
вих рядiв, урахування яких для фаз 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84 й 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0 веде до необхiд-
ностi 3-кратного збiльшення кожного з перiодiв a та b їх ромбiчно спотворених пiдграток,
а для фази 4−Y1,08Cu0,57Ga3,35 9-кратного збiльшення перiодiв a та b ї ї пiдгратки (фрагмен-
ти результату iндексування для зазначених фаз розгорток третiх шарових лiнiй показано
на рис. 2). Слiд зазначити також, що при незмiннiй геометрiї розташування на розгортках
третiх шарових лiнiй вiд кристалiв фаз 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84 й 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0 додаткових
вiдбиттiв (див. рис. 2), значення їх iнтенсивностей для кожної з фаз дещо вiдмiннi.
Вiдбиття з h+k+ l = 2n+1 на кфорограммах фаз 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84, 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0
й 4−Y1,08Cu0,57Ga3,35 вiдсутнi (див. рис. 2), що свiдчить про об’ємноцентровану елемен-
тарну комiрку, а наявнiсть на лауеграмах взаємно перпендикулярних площин симетрiї
(mmm) — про можливу просторову групу Immm. Враховуючи результати монокристального
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №1 121
дослiдження, саме в цiй просторовiй групi побудовано моделi кристалiчних структур фаз iз
3-кратним збiльшенням перiодiв їх пiдграток (фаз 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84 та 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0)
(табл. 2), уточнення яких методом порошку дало добре узгодження розрахованих та екс-
периментальних значень iнтенсивностей вiдбиттiв дифрактограм. Слiд зазначити, що роз-
рахованi за запропонованими моделями надструктурнi вiдбиття надзвичайно слабкi (не пе-
ревищують 10 од. за 1000-бальною шкалою).
Кристалiчну структуру фази 5−Y3,025Cu4Ga6,975 у результатi монокристального дослiд-
ження [3] ранiше було вiднесено до структурного типу La3Al11. Результати уточнення кри-
сталiчної структури цiєї фази методом порошку наведено в табл. 3, за якими на вiдмiну вiд
отриманих вiд монокристала даних правильна система точок 2d зайнята атомами Cu/Ga
не на 100%, а лише на 90%.
Докладне рентгенiвське дослiдження сплавiв, що мiстять 21,4–23,0% (ат.) Y, показує,
що при атомному вмiстi 54–56% Ga iснує ще одна фаза 6−Y3,23Cu3,07Ga7,70, дифрактогра-
ма якої подiбна до дифрактограми фази 5−Y3,025Cu4Ga6,975. Цi фази суто iндивiдуальнi,
оскiльки при 500 ◦С мiж ними iснують дво- i трифазовi областi, якi формують фазу
1−Y1,02Cu1,35Ga2,63, та двi iншi потрiйнi фази системи (фаза YCuGa2, кристалiчна струк-
Таблиця 1. Кристалографiчнi данi фази 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63 та фаз 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84, 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0
й 4−Y1,08Cu0,57Ga3,35, уточнених в їх пiдгратках
Атом Позицiя Заповнення X Y Z
1−Y1,02Cu1,35Ga2,63 (модифiкована структура типу BaAl4)
Y 2a 0,975(9) 0,0 0,0 0,00
Me(1) 4e 0,860(1) 0,0 0,0 0,3861(6)
Me(2) 4d 1,000(1) 0,0 0,5 0,25
Me(3) 2b 0,080(1) 0,5 0,5 0,00
Просторова група I4/mmm, N 139
Перiоди гратки: a, c, нм 0,40986(4); 1,0411(1)
Незалежнi вiдбиття 36
Температурна поправка, нм2
B = 3,06(1) · 10−2
Атомний вмiст Y, % 20,4
Me 0,339 Cu + 0,661 Ga
Фактор розбiжностi RW = 0,043
Атом Позицiя
2−Y1,04Cu1,12Ga2,84 3−Y1,0Cu1,00Ga3,00 4−Y1,08Cu0,57Ga3,35
Заповнення Z
∗ Заповнення Z
∗ Заповнення Z
∗
Ромбiчно деформованi пiдратки типу BaAl4
Y 2a 1,00(1) 0 1,00(1) 0 1,00(1) 0
Me(1) 4i 0,75(1) 0,3812(6) 0,78(1) 0,3725(6) 0,66(1) 0,3815(7)
Me(2) 4j 1,00(1) 0,2501(2) 1,00(1) 0,269(1) 1,00(1) 0,249(1)
Me(3) 2c 0,31(1) 0 0,44(1) 0 0,31(1) 0
Просторова група Immm, N 71
Перiоди гратки: 0,41011(9); 0,41215(9); 0,4090(1); 0,4142(1); 0,4154(1); 0,41806(5);
a, b, c, нм 1,0205(2) 0,9961(2) 0,9787(1)
Незалежнi вiдбиття 58 54 56
Температурна B = 4,59(7) · 10−2
B = 3,77(1) · 10−2
B = 3,91(1) · 10−2
поправка, нм2
Атомний вмiст Y, % 20,8 20,0 21,6
Me 0,283 Cu + 0,717 Ga 0,25 Cu + 0,75 Ga 0,145 Cu + 0,855 Ga
Фактор розбiжностi RW = 0,043 RW = 0,036 RW = 0,046
∗Координати X й Y аналогiчнi координатам X й Y у структурi 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63 .
122 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №1
Таблиця 2. Кристалографiчнi данi фаз 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84 й 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0 (власний структурний тип)
Атом Позицiя
2−Y1,04Cu1,12Ga2,84 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0
Заповнення X Y Z Заповнення X Y Z
Y(1) 2a 1,00(1) 0,000 0,000 0,000 1,00(1) 0,000 0,000 0,000
Y(2) 4e 1,00(1) 0,333 0,000 0,000 1,00(1) 0,333 0,000 0,000
Y(3) 4g 1,00(1) 0,000 0,333 0,000 1,00(1) 0,000 0,333 0,000
Y(4) 8n 1,00(1) 0,332(1) 0,332(1) 0,000 1,00(1) 0,336(1) 0,336(1) 0,000
Me(1) 2c 1,00(1) 0,000 0,000 0,500 1,00(1) 0,000 0,000 0,500
Me(2) 16o 1,00(1) 0,333 0,339(1) 0,3808(3) 1,00(1) 0,331(2) 0,331(1) 0,3737(3)
Me(3) 8m 1,00(1) 0,167(3) 0,000 0,250 1,00(1) 0,167(1) 0,000 0,250
Me(4) 8l 1,00(1) 0,000 0,185(1) 0,250 1,00(1) 0,000 0,169(1) 0,250
Me(5) 4j 1,00(1) 0,500 0,000 0,250 1,00(1) 0,500 0,000 0,250
Me(6) 16o 1,00(1) 0,170(2) 0,333 0,250 1,00(1) 0,166(1) 0,333 0,250
Me(7) 8l 1,00(1) 0,000 0,333 0,3808(3) 1,00(1) 0,000 0,331(1) 0,3737(3)
Me(8) 8n 0,52(1) 0,190(2) 0,190(2) 0,000 0,25(2) 0,157(4) 0,157(4) 0,000
Me(9) 8m 0,25(1) 0,330(1) 0,000 0,3808(3) 0,50(1) 0,334(3) 0,000 0,3737(3)
Me(10) 4h 0,12(3) 0,500 0,190(4) 0,000 0,50(3) 0,500 0,157(4) 0,000
Me(11) 4f — — — — 0,50(21) 0,158(4) 0,500 0,000
Просторова група Immm, N 71
Перiоди гратки: 1,2311(6); 1,2366(2); 1,0206(9) 1,2269(2); 1,2426(2); 0,9961(2)
a, b, c, нм
Незалежнi вiдбиття 249 235
Температурна B = 4,64(3) · 10−2
B = 3,69(5) · 10−2
поправка, нм2
Атомний вмiст Y, % 20,8 20,0
Me 0,283 Cu + 0,717 Ga 0,25 Cu + 0,75 Ga
Фактор розбiжностi RW = 0,069 RW = 0,068
Таблиця 3. Кристалографiчнi данi фаз 5−Y3,025Cu4Ga6,975 й 6−Y3,23Cu3,07Ga7,70(структура типу La3Al11)
Атом Позицiя
5−Y3,025Cu4Ga6,975 6−Y3,23Cu3,07Ga7,70
Заповнення X Y Z Заповнення X Y Z
Y(1) 2a 1,00(1) 0,0 0,0 0 1,00(1) 0,0 0,0 0
Y(2) 4e 1,00(1) 0,3043(4) 0,0 0 1,00(1) 0,3136(6) 0,0 0
Me(1) 8m 1,00(1) 0,3479(5) 0,0 0,3629(6) 1,00(1) 0,3564(6) 0,0 0,3680(5)
Me(2) 2c 0,91(1) 0,5 0,5 0 0,82(1) 0,5 0,5 0
Me(3) 8m 1,00(1) 0,1396(5) 0,0 0,2795(5) 1,00(1) 0,1664(8) 0,0 0,2619(5)
Me(4) 4j 1,00(1) 0,0 0,5 0,6924(9) 0,59(1) 0,0 0,5 0,6647(9)
Просторова група Immm, N 71
Перiоди гратки: 1,2354(3); 0,4183(1); 0,9326(3) 1,2290(6); 0,4168(2); 0,9560(5)
a, b, c, нм
Незалежнi вiдбиття 112 87
Температурна B = 3,29(6) · 10−2
B = 3,42(6) · 10−2
поправка, нм2
Атомний вмiст Y, % 21,6 23,1
Me 0,364 Cu + 0,636 Ga 0,285 Cu + 0,715 Ga
Фактор розбiжностi RW = 0,051 RW = 0,051
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №1 123
Рис. 3. Розмiщення на iзотермiчному перерiзi (500 ◦С) дiаграми стану системи Y−Cu−Ga фаз зi структу-
рами, похiдними вiд структури типу BaAl4
тура якої невiдома, та фаза YCu0,5Ga1,5 типу CaIn2 [1]). Уточнення методом порошку кри-
сталiчної структури фази 6−Y3,23Cu3,07Ga7,70 показує, що її кристалiчну структуру також
можна вiднести до структурного типу La3Al11, але кiлькiсть вакансiй у нiй дещо вища
(недоукомплектованi вже двi правильнi системи точок 2c та 4j) (див. табл. 3).
Результати дослiдження вiдпалених при 500 ◦С сплавiв пiдтверджують да-
нi робiт [1, 2] про iснування в багатiй на галiй областi концентрацiй систе-
ми Y−Cu−Ga п’яти вiдомих ранiше фаз, склад яких, враховуючи наявнi об-
ластi гомогенностi (див. рис. 1), вiдповiдає формулам: 1−Y1,02Cu1,38−1,23Ga2,60−2,75,
2−Y1,04Cu1,16−1,12Ga2,80−2,84, 3−Y1,0Cu1,05−0,95Ga2,95−3,05, 4−Y1,08Cu0,57−0,17Ga3,35−3,75 й
5−Y3,025Cu4Ga6,975, а також указують на iснування ще однiєї, невiдомої ранiше, фази
6−Y3,23Cu3,21−2,93Ga7,56−7,84. Областi iснування зазначених фаз (рис. 3) встановленi на пiд-
ставi концентрацiйних залежностей перiодiв їх пiдграток (див. рис. 1) i на основi уточнення
їх кристалiчних структур (див. табл. 1–3).
Результати рентгенiвського фазового та рентгеноструктурного дослiджень показують,
що зi збiльшенням вмiсту галiю в зазначених фазах їх склад поступово зсувається в бiк
бiльшого вмiсту iтрiю. I це збiльшення вмiсту в фазах Y вiдбувається в основному за раху-
нок зростання кiлькостi вакансiй в правильних системах точок, що зайнятi атомами Cu/Ga.
Аналогiчний факт зсуву вмiсту складу в бiк бiльшого вмiсту iтрiю було зафiксовано нами
ранiше [5] для фаз системи Y−Cu−Ga, похiдних вiд структури типу CaCu5.
1. Маркiв В.Я., Бєлявiна Н.М., Жункiвська Т. Г. Рентгеноструктурне дослiдження сплавiв системи
Y−Cu−Ga та розрiзiв РЗМ Cu2 — РЗМ Ga2 // Доп. АН УРСР. Сер. А. – 1982. – № 2. – С. 80–83.
2. Маркiв В.Я., Шевченко I.П., Бєлявiна Н.М., Кузьменко П.П. Фазовi рiвноваги (500 ◦С) у системi
Dy−Cu−Ga i новi сполуки з структурою типу BaAl4 i його похiдних в системах РЗМ−Cu−Ga // Там
само. – 1985. – № 7. – С. 76–81.
3. Speka M., Prots Yu., Belyavina N. et al. Crystal structure of Yttrium Copper Gallide, Y3Cu4Ga7 //
Z. Kristallogr. NCS. – 2004. – 219, No 3. – P. 211–212.
4. Маркiв В.Я., Бєлявiна Н.М. Апаратно-програмний комплекс для дослiдження полiкристалiчних ре-
човин за їх дифракцiйними спектрами // Тез. доп. II мiжнар. конф. “КФМ’97”. – Львiв, 1997. –
С. 260–261.
5. Бiлявина Н.М., Маркiв В.Я., Тимошенко М.В. та iн. Фазовi рiвноваги в багатiй на мiдь областi
концентрацiй системи Y−Cu−Ga при 800 ◦С // Доп. НАН України. – 2010. – № 2. – С. 137–143.
Надiйшло до редакцiї 22.01.2010Київський нацiональний унiверситет
iм. Тараса Шевченка
124 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2011, №1
N.M. Belyavina, V. Ya. Markiv, M.V. Tymoshenko, Yu. A. Titov,
Corresponding Member of the NAS of Ukraine M. S. Slobodyanyk
Crystal structure of the phases of series Y1+x(Cu,Ga)4−x and
Y3+x(Cu,Ga)11−x
By means of the X-ray single crystal and powder methods, the crystal structures and phase
compositions of six Ga-rich phases of the Y−Cu−Ga system are investigated. It is shown that
the crystal structures of all six phases can be obtained of the orthorhombic deformed sublattice
of BaAl4-type structure by the multiple increase of its a and b lattice constants and by a partial
replacement of pair copper/gallium atoms with one copper/gallium atom which is placed in the
basic planes (Z = 0; 0.5): namely, 1−Y1.02Cu1.35Ga2.63 (BaAl4-type structure, 1 × 1 multiplici-
ty), 2−Y1.04Cu1.12Ga2.84 and 3−Y1.0Cu1.0Ga3.0 (own type structure, 3× 3), 4−Y1.08Cu0.57Ga3.35
(9 × 9), 5−Y3.025Cu4Ga6.975 and 6−Y3.23Cu3.07Ga7.70 (La3Al11, 3 × 1).
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2011, №1 125
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-36977 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:24:03Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Тимошенко, М.В. Тітов, Ю.О. Слободяник, М.С. 2012-08-29T14:50:58Z 2012-08-29T14:50:58Z 2011 Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x / Н.М. Білявина, В.Я. Марків, М.В. Тимошенко, Ю.О. Тітов, М.С. Слободяник // Доп. НАН України. — 2011. — № 1. — С. 118-125. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/36977 53.49.03:669.018.1.794’3’831 Методами монокристала та порошку визначено кристалічну структуру і уточнено склад шести багатих на галій фаз системи Y–Cu–Ga. Показано, що структури усіх цих фаз можна отримати з ромбічно деформованої підгратки типу BaAl4 кратним збільшенням її періодів (a й b) та частковим заміщенням пар атомів Cu/Ga на один атом Cu/Ga, який розташовується в базових сітках (Z = 0; 0,5): 1−Y1,02Cu1,35Ga2,63 (структура типу BaAl4, кратність 1×1), 2−Y1,04Cu1,12Ga2,84 та 3−Y1,0Cu1,0Ga3,0 (власний, 3×3), 4−Y1,08Cu0,57Ga3,35 (9×9), 5−Y3,025Cu4Ga6,975 та 6−Y3,23Cu3,07Ga7,70 (La3Al11, 3×1). By means of the X-ray single crystal and powder methods, the crystal structures and phase compositions of six Ga-rich phases of the Y–Cu–Ga system are investigated. It is shown that the crystal structures of all six phases can be obtained of the orthorhombic deformed sublattice of BaAl4-type structure by the multiple increase of its a and b lattice constants and by a partial replacement of pair copper/gallium atoms with one copper/gallium atom which is placed in the basic planes (Z = 0; 0.5): namely, 1−Y1.02Cu1.35Ga2.63 (BaAl4-type structure, 1×1 multiplicity), 2−Y1.04Cu1.12Ga2.84 and3−Y1.0Cu1.0Ga3.0 (own type structure, 3×3), 4−Y1.08Cu0.57Ga3.35 (9×9), 5−Y3.025Cu4Ga6.975 and 6−Y3.23Cu3.07Ga7.70 (La3Al11, 3×1). uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Хімія Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x Crystal structure of the phases of series Y1+x(Cu,Ga)4−x and Y3+x(Cu,Ga)11−x Article published earlier |
| spellingShingle | Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x Білявина, Н.М. Марків, В.Я. Тимошенко, М.В. Тітов, Ю.О. Слободяник, М.С. Хімія |
| title | Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x |
| title_alt | Crystal structure of the phases of series Y1+x(Cu,Ga)4−x and Y3+x(Cu,Ga)11−x |
| title_full | Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x |
| title_fullStr | Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x |
| title_full_unstemmed | Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x |
| title_short | Кристалічна структура фаз серій Y1+x(Cu,Ga)4−x та Y3+x(Cu,Ga)11−x |
| title_sort | кристалічна структура фаз серій y1+x(cu,ga)4−x та y3+x(cu,ga)11−x |
| topic | Хімія |
| topic_facet | Хімія |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/36977 |
| work_keys_str_mv | AT bílâvinanm kristalíčnastrukturafazseríiy1xcuga4xtay3xcuga11x AT markívvâ kristalíčnastrukturafazseríiy1xcuga4xtay3xcuga11x AT timošenkomv kristalíčnastrukturafazseríiy1xcuga4xtay3xcuga11x AT títovûo kristalíčnastrukturafazseríiy1xcuga4xtay3xcuga11x AT slobodânikms kristalíčnastrukturafazseríiy1xcuga4xtay3xcuga11x AT bílâvinanm crystalstructureofthephasesofseriesy1xcuga4xandy3xcuga11x AT markívvâ crystalstructureofthephasesofseriesy1xcuga4xandy3xcuga11x AT timošenkomv crystalstructureofthephasesofseriesy1xcuga4xandy3xcuga11x AT títovûo crystalstructureofthephasesofseriesy1xcuga4xandy3xcuga11x AT slobodânikms crystalstructureofthephasesofseriesy1xcuga4xandy3xcuga11x |