Реєстраційний номер
0215U001224,
0112U001279
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Синтез, кристалічна структура, властивості нових сполук і фазові рівноваги в металічних системах
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Гладишевський Роман Євгенович,
Дата реєстрації
03-02-2015
Організація виконавець
Львівський національний університет імені Івана Франка
Опис етапу
НДР є частиною систематичних багаторічних досліджень інтерметалічних сполук, які проводять на кафедрі неорганічної хімії Львівського національного університету імені Івана Франка з метою розширення знань про цей клас речовин і синтезу нових сполук, що можуть стати основою майбутніх матеріалів із заданими властивостями. Об'єкт дослідження - три- та більше компонентні системи за участю рідкісноземельних металів, перехідних металів і p-елементів. Робота включала фізико-хімічне дослідження діаграм стану, визначення кристалічної структури, вимірювання окремих властивостей, таких як електричний опір, термоелектрорушійна сила, магнітна сприйнятливість та намагніченість, кристалохімічний аналіз і квантово-хімічні розрахунки. Методи дослідження - електродугова плавка, плавка у високочастотних печах, термічна обробка, мікроструктурний аналіз, енергодисперсійна рентгенівська спектроскопія, диференціальний термічний аналіз, рентгенівська дифрактометрія (методи полі- та монокристалу). Вперше побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану 47 багатокомпонентних систем у повному або частковому концентраційному інтервалі. До розробленої концепції поліангуляції багатокомпонентних систем покладено термодинамічний, розмірний, електронний та кристалохімічний фактори. Визначено кристалічну структуру 212 сполук та багатокомпонентних фаз, серед яких 17 - представники нових структурних типів. Кристалохімічний аналіз показав, що структури сполук за концепцією топологічної інваріантності належать до одинадцяти класів. Найбільше представників має тригонально-призматичний клас структур (44,1 %). За концепцією фрагментарної будови структури розділено на п'ять серій, з яких серія двошарових структур має 54,9 % представників. Досліджено електричні, магнітні та деякі інші властивості для 60 синтезованих сполук і твердих розчинів. Більшість з них характеризується металічним типом провідності та є парамагнетиками Кюрі-Вейса. Проведено часткові заміни компонентів та додавання легуючих елементів для вивчення їхнього впливу на фізичні властивості. Для багатокомпонентних інтерметалідів систематизовано різні способи впорядкованого чи невпорядкованого заміщення атомів та виведено фактори, що визначають характер заміщення. Виведено алгоритм взаємозв'язку склад-структура-властивості для окремих груп інтерметалідів. Класифіковано дані по 114000 неорганічним фазам у відповідності до їхніх структурних типів. За тематикою наукового дослідження захищено 4 дисертаційні роботи на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук, опубліковано 2 монографії, 90 наукових статей, з них - 59 у журналах, що входять до наукометричних баз даних, та тези 105 доповідей на наукових конференціях, з них - тези 66 доповідей на конференціях, що входять до наукометричних баз даних, отримано 3 патенти України на корисну модель. Відомості про кристалічну структуру включені у міжнародні бази даних неорганічних сполук (PCD, США; ICSD, Німеччина; ICDD, США). Наукові результати також використані як приклади у курсах неорганічної хімії та кристалохімії для бакалаврів і магістрів Львівського університету. Перспективними серед досліджених сполук є інтерметалічні напівпровідники зі структурою типу фаз напів-Гейслера, які можуть бути використані як термоелектричні та термометричні матеріали. Для прикладу, сплав на основі Цирконію, Нікелю і Стануму, який характеризується вдвічі більшим значенням термоелектрорушійної сили у порівнянні з прототипом, рекомендований як матеріал для термопар і термоелементів; отримано два патенти України. Відкрито нову координаційну сполуку Rh2Se9Br6, яка містить шестидентатний ліганд - корону Se9. Показано потенційне застосування сполуки у каталітичних процесах; отримано патент України. Кристалохімічні закономірності та кристалографічні характеристики неорганічних сполук, синтезованих і вивчених при виконанні НДР, мають важливе значення для моделювання взаємодії хімічних елементів, і для раціоналізації розроблення матеріалів із заданими властивостями, що підтверджено науковцями Інституту загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України та Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України.
Опис продукції
Фазові рівноваги у 47 системах на основі рідкісноземельних, перехідних металів та p-елементів та кристалічна структура 212 нових сполук. Основи концепції поліангуляції багатокомпонентних систем, топологічної інваріантності та фрагментарної будови сполук, алгоритм взаємозв'язку склад-структура-властивості для окремих груп інтерметалідів. Кількісні характеристики електричних, магнітних та деяких інших властивостей для 60 сполук і твердих розчинів. Перспективними для практичного застосування є: інтерметалічні напівпровідники як термоелектричні матеріали; сполуки рідкісноземельних і перехідних металів - як магнітні матеріали; силіциди та германіди - як елементи магнітних рефрижераторів; сплави на основі алюмінію - як конструкційні матеріали.
Автори роботи
Белан Богдана Дмитрівна
Горинь Андрій Маркіянович
Демченко Павло Юрійович
Зелінський Анатолій Вікторович
Маняко Микола Богданович
Пукас Світлана Ярославівна
Ромака Любов Петрівна
Семусьо Наталія Зеновіївна
Стадник Юрій Володимирович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
