Registration Number
0824U000669, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
05-02-2024
popup.evolution
o
Title
Systems {Zr,Hf}–Al–M (M = Si, Ge, Sn, Sb): phase equilibria and crystal structures of the compounds.
Author
Danylo T. Maryskevych,
popup.head Roman Y. Gladyshevskii
popup.opponent Marian Y. Sabov
popup.opponent Leonid O. Vasylechko
popup.review Vasyl I. Zaremba
popup.review Mariya B. Konyk
popup.rada
Ivan Franko National University of Lviv
Description
Дисертаційна робота присвячена експериментальному дослідженню хімічної взаємодії компонентів у потрійних системах {Zr,Hf}–Al–{Si,Ge,Sn,Sb}, встановленню фазових рівноваг та побудові ізотермічних перерізів діаграм стану при 600°С, синтезу та визначенню кристалічної структури сполук, які в них утворюються, і виведенню їхніх кристалохімічних закономірностей. Методом електродугового сплавляння з подальшим гомогенізуючим відпалом при 600°С синтезовано 61 двокомпонентний і 357 трикомпонентних сплавів систем {Zr,Hf}–Al–{Si,Ge,Sn,Sb}. Вихідними компонентами слугували компактні прості речовини високої чистоти. Фазовий склад зразків визначено за допомогою рентгенівської дифракції і спектроскопії. Масиви рентгенівських дифракційних даних отримано на порошкових дифрактометрах ДРОН-2.0М (проміння Fe Kα) та STOE Stadi P (проміння Cu Kα1), а локальний рентгеноспектральний аналіз проведено на растровому електронному мікроскопі РЕММА-102-02, оснащеному енергодисперсійним рентгенівським спектрометром ЕДАР, та на скануючому електронному мікроскопі Tescan Vega 3 LMU, оснащеному двома детекторами (вторинних електронів і зворотно розсіяних електронів) та енергодисперсійним рентгенівським аналізатором Oxford Instruments Aztec ONE з детектором X-MaxN20. На основі результатів фазового аналізу, методом триангуляції побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану потрійних систем {Zr,Hf}–Al–{Si,Ge,Sn,Sb} при 600°С. Кристалічну структуру тернарних фаз визначено рентгенівськими дифракційними методами порошку (дифрактометри ДРОН-2.0М і STOE Stadi P) і монокристалу (дифрактометр Rigaku AFC7, детектор Mercury CCD, проміння Mo Kα). За результатами експериментальних досліджень встановлено фазові рівноваги та вперше побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану потрійних систем {Zr,Hf}–Al–{Si,Ge,Sn,Sb} при 600°С у повних концентраційних інтервалах. Підтверджено існування при 600°С 56 бінарних сполук, встановлено існування 29 тернарних сполук, 22 з яких – відкрито вперше. Для всіх синтезованих тернарних сполук визначено параметри кристалічних структур. На основі результатів експериментальних досліджень встановлено особливості взаємодії компонентів у системах {Zr,Hf}–Al–{Si,Ge,Sn,Sb}, здійснено порівняльний аналіз систем між собою та зі спорідненими потрійними системами та встановлено кристалохімічні закономірності тернарних сполук. Спостерігається спорідненість систем з тим самим d-елементом (Zr чи Hf), а також попарна спорідненість систем з Zr та Hf і однакового p-елемента 14 (Si, Ge, Sn) чи 15 (Sb) групи періодичної системи. Найменшою кількістю тернарних сполук (2) характеризується система Hf–Al–Si, а найбільшою (по 5) – системи Zr–Al–Ge і Hf–Al–Sb. При переході від систем з Si до систем з Ge спостерігається ускладнення характеру взаємодії компонентів, що проявляється у збільшенні загальної кількості тернарних сполук від 5 у системах {Zr,Hf}–Al–Si до 9 у системах {Zr,Hf}–Al–Ge. При переході до систем зі Sn кількість тернарних сполук зменшується до 6, а заміна Sn на Sb приводить до збільшення кількості тернарних інтерметалідів до 9. Кристалічні структури тернарних сполук систем {Zr,Hf}–Al–{Si,Ge,Sn,Sb} належать до семи структурних типів; для більшості з них простежується тенденція до впорядкування атомів різних хімічних елементів. Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше визначено фазові рівноваги та побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану систем {Zr,Hf}–Al–{Si,Ge,Sn,Sb} при 600°С у повних концентраційних інтервалах; встановлено області гомогенності тернарних сполук і межі твердих розчинів на основі бінарних сполук; знайдено два неперервні ряди твердих розчинів між бінарними сполуками, 21 обмежений твердий розчин заміщення і один твердий розчин включення на основі бінарних інтерметалідів. Встановлено існування при 600°С 29 тернарних сполук (5 силіцидів, 9 ґерманідів, 6 станідів і 9 антимонідів), 22 з яких – нові. Для всіх тернарних сполук визначено параметри кристалічних структур; рентгенівськими дифракційними методами монокристалу та порошку розшифровано два нові структурні типи – ZrAl0.23Ge1.77 і Zr11Al3.34Ge6.66. На основі результатів експериментальних досліджень встановлено особливості взаємодії компонентів у потрійних системах {Zr,Hf}–Al–{Si,Ge,Sn,Sb}, здійснено їхній порівняльний аналіз між собою та із спорідненими; виведено кристалохімічні закономірності тернарних сполук; встановлено взаємозв’язок між хімічним складом і кристалічною структурою тернарних фаз у досліджених системах.
Registration Date
2024-01-26
popup.nrat_date
2024-01-26 / 2026-07-01
