Фазовые равновесия и некоторые физико-химические свойства сплавов и соединений в двойных системах тяжелых редкоземельных металлов с индием и таллием

• Автор: Алуф, Александр Аркадьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 188 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

СПЛАВОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ С ИВДИЕМ И ТАЛЛИЕМ

1.1. Диаграммы фазовых равновесий и термодинамические свойства сплавов в бинарных системах РЗМ с индием и таллием.
1.2. Магнитные и электрические свойства редкоземельных металлов и их сплавов с индием и таллием.
1.3. Обменные взаимодействия в сплавах редкоземельных металлов с немагнитными элементами
1.4. Пути теоретической оценки электросопротивления редкоземельных металлов и их сплавов в жидком состоянии
1.5. Методы оценки энтальпии образования соединений редкоземельных металлов с рэлементами III группы.

1.6. Постановка задачи исследования

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ДАННЫХ
2.1. Исходные материалы.
2.2. Приготовление образцов. Универсальный герметичный бокс для работы с активными веществами
2.3. Дифференциальнотермический анализ
2.4. Рентгенографический анализ
2.5. Металлографический анализ.
2.6. Исследование статической магнитной восприичи
вости.
2.7. Ошибка измерений магнитной восприимчивости. Статистическая обработка экспериментальных данных.
2.8. Исследование электрического сопротивления при высоких температурах.
Выводы.
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИАГРАММ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ В ДВОЙНЫХ
СИСТЕМАХ ТЯЖЕЛЫЙ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЙ МЕТАЛЛ С ИНДИЕМ И
ТАЛЛИЕМ
3.1. Система тулийиндий.
3.2. Система гадолинийталлий
3.3. Система тербийталлий.
3.4. Система диспрозийталлий
3.5. Система гольмийталлий
3.6. Система тулийталлий
Выводы.
4. НЕКОТОРЫЕ ОБОБЩЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО ДИАГРАММАМ СОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ ТЯЖЕЛЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ С ИВДИЕМ И ТАЛЛИЕМ
4.1. Особенности сплавообразования тяжелых редкоземельных металлов с индием и таллием
4.2. Оценка концентраций эвтектических реакций. 3 чУ
4.3. Термическая и термодинамическая стабильность соединений тяжелых редкоземельных металлов с индием
и таллием.
4.4. Особенности химической связи в соединениях тяжелых редкоземельных металлов с индием и таллием.
4.5. Оценка энтальпий образования интерметаллических
соединений тяжелых РЗМ с индием и таллием.
Выводы
ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ И СОЕДИНЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ С ИВДИЕМ И ТАЛЛИЕМ
5.1. Магнитные свойства сплавов и соединений двойных систем тяжелых РЗМ с индием и таллием
5.1.1. Система тулийиндий.
5.1.2. Система гадолинийталлий
5.1.3. Система тербийталлий.
5.1.4. Система диспрозийталлий
5.1.5. Система гольмийталлий
5.1.6. Система тулийталлий
5.2. Электросопротивление гадолиния, диспрозия, гольмия и системы гадолинийиндий при высоких температурах
5.3. Микротвердость интерметаллических соединений системы
диспрозийталлий
Выводы
ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ СПЛАВОВ И СОЕДИНЕНИЙ ТЯЖЕЛЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ С ИНДИЕМ И ТАЛЛИЕМ
6.1. Обменные взаимодействия и особенности электронной структуры в сплавах РЗМ с индием и таллием
6.2. Связь электросопротивления с электронной структурой сплавов редкоземельных металлов с индием и таллием
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Приводятся методы оценки элктро физических и термодинамических свойств сплавов РЗМ с индием и таллием. В главе 2 описаны методы, используемые для построения диаграмм состояния и исследования свойств изучаемых систем. Описываются созданные нами установка по измерению электросопротивления четырехконтактным методом и универсальный бокс для проведения комплекса препараторских работ в инертной атмосфере. В главе 3 излагаются результаты исследования взаимодействия тяжелых редкоземельных металлов с индием и таллием. В главе 4 обсуждены закономерности сплавообразования спла V вов тяжелых редкоземельных металлов с индием и таллием. Проведена теоретическая оценка эвтектических концентраций и энтальпий образования соединений в исследованных системах. Выявлен характер изменения термической и термодинамической стабильности соединений тяжелых редкоземельных металлов с индием и таллием в зависимости от атомного номера редкоземельного металла, показана возможность прогнозирования температуры и характера плавления соединений в неизученных системах с таллием. В главе 5 излагаются результаты исследования физикохимических свойств удельной магнитной восприимчивости, удельного электросопротивления и микротвердости сплавов и соединений тяжелых редкоземельных металлов с индием и таллием. В главе б обсуждаются особенности электронной структуры сплавов редкоземельных металлов с индием и таллием. Магнитные свойства интерпретируются с помощью модели РККИ с привлечением схем прямого обмена и межполосного смешивания. Изменение
электросопротивления в ряду жидких РЗМ и температурноконцентрационные зависимо стиидких сплавов системы гадолинийиндий объяс няются в рамках модели ФабераЗаймана. Диссертационную работу завершают выводы и список цитируемой литературы. I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ФИЗИКО ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СПЛАВОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ С ИВДИЕМ И ТАЛЛИЕМ. Исследование диаграмм фазовых равновесий РЗМ с индием проводились в работах 5 , а диаграмм состояния РЗМ с таллием в работах . В качестве исходных компонентов применялись редкоземельные металлы ,5 ,9 чистоты, индий и таллий ,9 чистоты. Для построения диаграмм состояния применялись обычно дифференциальнотермический, рентгенографический, металлографический методы. Диаграммы состояния РЗМ с индием построены полностью, за исключением диаграммы состояния тулийиндий рис. В основном их данные совпадают друг с другом. Наибольшие отличия существуют между данными работ и система 6с1 1п . Не совпадают температуры плавления и характеры образования соединений, их число и стехиометрия. С таллием построено 6 диаграмм состояния Ьс Т , Се ТР , РгТР , МТ , Ей ТР , УТI рис. Данные по кристаллическим структурам интерметаллических соединений РЗМ с индием и таллием приведены в монографии и работе , поэтому приводить их здесь считаем нецелесообразным. Рис. Диаграммы состояния систем РЗМиндий
Рис. Диаграммы состояния систем РЗМталлий. РЗМ, так и индия таллия имеется эвтектика, причем со стороны легкоплавкого компонента эвтектика вырождена. Информацию о типе химической связи в сплавах РЗМ с индием и таллием можно получить по термодинамическим данным. Согласно классификации Робинсона и Бивера величины теплот образования интерметаллических соединений с ионной связью колеблются приблизительно от кДжгатом до 8 кДжгатом. Отрицательные значения теплоты образования означают экзотермичность реакции. Экзотермические теплоты образования ковалентных соединений меньше
чем ионных соединений, так как распределение электронов между
атомами в ковалентной связи требует меньшее изменение энергии, чем для передачи электронов в ионную связь. Величина теплот образования ковалентных соединений изменяется в пределах от кДжгатом до ,6 кДжгатом. Теплоты образования соединений с металлической связью обусловлены, в основном, различием в координации атомов составляющих металлы и соединения и численно меньше по абсолютной величине ,6 кДжгатом. Термодинамические исследования систем редкоземельных металлов с индием и таллием на сегодняшний день немногочисленны.