У статті наведені результати дослідження магнітних властивостей твердих розчинів, утворюються в системі Gd<sub>4</ sub>Sb<sub>3</ sub> Tb<sub>4</ sub>Bi<sub>3</ sub>. Кристаллохимические дослідження показали, що тверді розчини системи Gd<sub>4</ sub>Sb<sub>3</ sub> Tb<sub>4</ sub>Bi<sub>3</ sub> кристалізуються в кубічної структурою типу анти-T<sub>h3</ sub>P<sub>4</ sub>. визначено парамагнітні температури Кюрі і магнітні моменти іонів Gd<sup>3+</ sup> і Tb<sup>3+</ sup>.

Анотація наукової статті з хімічних наук, автор наукової роботи - Убайд С. О., Абулхаев В. Д., Азізов Ю. С., Балаев М. А., Ганієв І. Н.


The abstract comprises the results of investigation of magnetic properties of solid solutions which have been formed in the Gd<sub>4</ sub>Sb<sub>3</ sub> Tb<sub>4</ sub>Sb<sub>3</ sub> system. Crystallochemical investigations have shown, that solid solutions Gd<sub>4-x</ sub>Sb<sub>3-y</ sub>Tb<sub>x</ sub>Bi<sub>y </ sub>(Х = 0.4-3.6; y = 0.3-2.7) of the Gd<sub>4</ sub>Sb<sub>3</ sub> Tb<sub>4</ sub>Sb<sub>3</ sub> system crystallizes in cubical anti-Th<sub>3</ sub>P<sub>4</ sub> structural type. Values ​​of Curie temperatures and magnetic moment of Gd<sup>3+</ sup>, Tb<sup>3+</ sup> ions was defined.


Область наук:

  • хімічні науки

  • Рік видавництва: 2011


    Журнал: Доповіді Академії наук Республіки Таджикистан


    Наукова стаття на тему 'Магнетохіміческіе властивості сплавів системи Gd4Sb3-Tb4Bi3'

    Текст наукової роботи на тему «Магнетохіміческіе властивості сплавів системи Gd4Sb3-Tb4Bi3»

    ?Доповіді АКАДЕМІЇ НАУК РЕСПУБЛІКИ ТАДЖИКИСТАН ______________________________________2011, тому 54, №7 ___________________________________

    НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

    УДК 546.66286: 669.017.1.

    С.О.Убайдов, В.Д.Абулхаев, Ю.С.Азізов, М.А.Балаев, академік АН Республіки Таджикистан І.Н.Ганіев

    МАГНЕТОХІМІЧЕСКІЕ властивості сплавів СИСТЕМИ Gd4Sb3-Tb4Bi3

    Інститут хімії ім. В.І.Нікітіна АН Республіки Таджикистан

    У статті наведені результати дослідження магнітних властивостей твердих розчинів, що утворюються в системі Gd4Sb3 - Tb4Bi3. Кристаллохимические дослідження показали, що тверді розчини системи Gd4Sb3 - Tb4Bi3 кристалізуються в кубічної структурою типу анти-T ^ P ^ Визначено парамагнітні температури Кюрі і магнітні моменти іонів Gd3 + і Tb3 +.

    Ключові слова: сплави системи - діаграма стану - тверді розчини - температура Кюрі - магнітна сприйнятливість - магнітні моменти.

    Раніше діаграми стану систем Gd - Sb і Tb - Bi були досліджені в повному діапазоні концентрацій [1,2]. У зазначених системах встановлено освіту з'єднань: Gd5Sb3, Gd4Sb3, GdSb, GdSb2, a-Tb5Bi3, Tb4Bi3, TbBi. З'єднання Gd5Sb3, Gd4Sb3, GdSb2, a-Tb5Bi3 і Tb4Bi3 і при 1913 2043, тисяча п'ятьдесят три, 1763, 1873 К, відповідно, утворюються по перитектическая реакцій, а GdSb і TbBi при 2403 і 2033 К плавляться конгруентно. Виявлено поліморфізм з'єднання a-Tb5Bi3. Його високотемпературна модифікація P-Tb5Bi3 існує при тисяча шістсот вісімдесят три До і вище.

    Серед зазначених з'єднань систем Gd - Sb і Tb - Bi Gd5Sb3, Gd4Sb3, a-Tb5Bi3 і Tb4Bi3 при кімнатній температурі є сильними парамагнетиками з температурою Кюрі 263, 235, 142 і 128 К [3-5], відповідно.

    У зв'язку з цим певний інтерес представляє дослідження магнітних властивостей сплавів, що містять іони різних РЗЕ. До таких сплавів можуть бути віднесені сплави, що утворюються, наприклад, в системі Gd4Sb3 - Tb4Bi3.

    Метою даної роботи стало отримання та дослідження магнітних властивостей сплавів системи Gd4Sb3 - Tb4Bi3.

    Сплави системи були приготовлені через кожні 10 мол.% Tb4Bi3. В якості вихідних компонентів використовували попередньо синтезовані Gd4Sb3 і Tb4Bi3.

    Сплави системи Gd4Sb3 - Tb4Bi3 синтезували наступним чином. Порошок попередньо синтезованих Gd4Sb3 і Tb4Bi3, що відповідають конкретному хімічному складу сплаву, ретельно змішували, спресовувати, поміщали в герметичний молібденовий тигель і нагрівали (зі швидкістю 20 К / хв) в середовищі гелію марки ВЧ. Оптимальна температура синтезу становила 1723 ± 50 К. При цій температурі зразки витримували 2-3 ч.

    Отримані таким чином сплави ідентифікували рентгенофазового і металографічним методами аналізу. Рентгенофазовий аналіз сплавів проводили на дифрактометрі «ДРОН-2» з

    Адреса для кореспонденції: Абулхаев Володимир Джалоловіч. 734063, Республіка Таджикистан, м Душанбе, вул. Айни, 299/2, Інститут хімії АН РТ. E-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. Вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

    використанням відфільтрованого (фільтр-№) Сі Ка випромінювання. Проводить металографічний аналіз сплавів здійснювали на мікроскопі типу «Неофот-21».

    Мікротвердість сплавів і з'єднань вимірювали на мікротвёрдомере ПМТ-3.

    Молярну магнітну сприйнятливість (% м) сплавів вимірювали в діапазоні температур 298 800 К за методикою, наведеною в [6].

    Рентгенографічних дослідженням встановлено, що сплави, що утворюються в системі Gd4Sb3 - ТЬ4Б13, являють собою тверді розчини заміщення Gd4-xSb3-yTbxBiy (х = 0.4-3.6; у = 0.32.7), що кристалізуються, як і вихідні компоненти- Gd4Sb3 і Т ^ Б ^, в кубічноїсингонії типу анти-ТЬ3Р4. (Табл.1). З таблиці випливає, що параметр елементарної комірки твердих розчинів Gd4_ xSbз_yTbxBiy (х = 0.4-3.6; у = 0.3-2.7) у всьому діапазоні концентрацій змінюється майже адитивно. При цьому найбільшу мікротвердість проявляє твердий розчин Gd2.4Sb1.8Tb1.6Бi1.2, що містить 40 мовляв.% 3.

    Таблиця 1

    Кристаллохимические характеристики вихідних компонентів і твердих розчинів Gd4_xSb3_yTbxBiy

    (Х = 0.4-3.6; у = 0.3-2.7)

    Індивідуальні сполуки і тверді розчини Параметр елементарної комірки, ± 0.0005 нм Щільність розрахункова, кг / м3 Мікротвердість, МПа

    Gd4Sbз 0.9220 8474 4800

    Gd3.6Sb2.7Tb0.4BІ0.3 0.9228 8679 5200

    Gd3.2Sb2.4Tb 0.8Ві0.6 0.9238 8878 5450

    Gd2.8Sb2 ГЬі .2ВІ0.9 0.9247 9079 5700

    Gd2.4Sb1.8Tb1.6BІ1.2 0.9258 9272 5900

    Gd2SЬ1.5Tb2Bi1.5 0.9266 9474 5800

    Gd1.6SЬ1.2Tb 2.4 ^ 1.8 0.9276 9666 5700

    Gdl.2SЬo.91Ь2.8BІ2.1 0.9287 9868 5350

    Gd0.8SЬ0.6Tb3.2BІ2.4 0.9295 1005 5100

    Gd0.4SЬ0.3Tb3.6BІ2.7 0.9305 тисячі двадцять чотири 4900

    Tb4Bi3 0.9314 1043 4300

    Дослідження магнітних властивостей показало, що в діапазоні 298-800 К температурна залежність зворотної величини молярної магнітної сприйнятливості твердих розчинів Gd4-xSb3-уТЬхВіу (х = 0.4-3.6; у = 0.3-2.7) слідує закону Кюрі-Вейсса, що характерно парамагнітним речовин.

    На рис. а, б представлена ​​температурна залежність зворотної величини молярної магнітної сприйнятливості твердих розчинів Gd4_xSb3_yTbxBiy

    150 200 250 300 350 400

    а

    400 450 500 550 600 650 700 750 800

    б

    Мал. Температурна залежність зворотної молярної магнітної сприйнятливості твердих розчинів Gd4-xSbз-yTbxBiy, що містять: (1) - 10, (2) - 20, (3) - 30, (4) - 40, (5) - 50, (6) - 60, (7) - 70, (8) - 80, (9) - 90 мол.% ТЬ ^^ в діапазоні температур 298 ... 400 К (а) і 400 ... 773 К (б).

    Таблиця 2

    Магнітні властивості сполук і твердих розчинів Gd4.xSb3.yTbx Б1 у (х = 0.4-3.6; у = 0.3-2.7) при 298 К

    Індивідуальні сполуки і тверді розчини Хт х 106 при 298 К 0Р, К Цефф., Xio, А ^ м2

    Gd4Sb3 124444.4 235 73.4

    Gd3.6Sb2.7Tb0.4Bi0.3 184939.5 255 74.0

    Gd3.2Sb2.4Tb 0.8Bi0.6 174002.0 250 75.7

    Gd2.8Sb2 Tbl.2Bi0.9 122641.4 228 76.9

    Gd2.4Sb1.8Tb1.6Bi1.2 87378.6 195 78.6

    Gd2Sbi.5Tb2Bii.5 84909.0 187 80.5

    Gd1.6Sb1.2Tb 2.4Bi1.8 83556.0 180 81.6

    Gd1.2Sb0.9 Tb2.8Bi2.1 82432.8 173 84.2

    Gd0.8Sb0.6Tb3.2Bi2.4 80890.2 165 86.0

    Gd0.4Sb0.3Tb3.6Bi2.7 79031.6 156 88.0

    Tb4Bi3 74977.0 130 89.6

    (Х = 0.4-3.6; y = 0.3-2.7) в діапазоні 298-800 К.

    Значення Хт і парамагнитной температури Кюрі (0p) твердих розчинів, визначеної екстраполяцією лінійної частини залежно 1 / х «- Т до осі температур, наведені в табл.2. Як видно з таблиці, зростання молярної магнітної сприйнятливості і парамагнитной температури Кюрі твердих розчинів проявляється в діапазоні концентрацій 0-20 мол.% Tb4Bi3. В іншому діапазоні концентрацій значення Хі і 0Р зменшуються.

    Встановлено, що х «і 0Р твердих розчинів в діапазоні концентрацій 10-20 мол.% Tb4Bi3 перевищує х« і 0Р Gd4Sb3, а в діапазоні 10-90 мол.% Tb4Bi3 перевищує х «і 0Р Tb4Bi 3. З нашої точки зору, це пояснюється тим, що тербий, заміщаючи атоми гадолінію в кристалічній решітці Gd4Sb3, підсилює обмінна взаємодія по лінії зв'язку Gd-Tb, вплив якої на магнітні властивості твердих розчинів максимально в діапазоні 10-20 мол.% Tb4Bi3.

    Підвищені значення Хм і 0Р твердих розчинів в діапазоні концентрацій 10-90 мол.% Bi3, в порівнянні такими для Tb4Bi3, можна пояснити впливом на їх магнітні властивості обмінного взаємодії по лінії зв'язку Gd-Gd і Gd-Tb.

    Слід зазначити, що розраховані за даними експерименту ефективні магнітні моменти (Цефф.) Іонів гадолінію і тербія тведого розчинів Gd4_xSb3_yTbx Bi y (х = 0.4-3.6; y = 0.3-2.7), (табл. 2), виявилися близькі до таких трехзарядних іонів гадолінію і тербія [7].

    Таким чином, результати даної роботи вказують на можливість отримання на основі Gd4Sb3 і Tb4Bi3 твердих розчинів Gd4-xSb3-yTbxBiy (х = 0.4-3.6; y = 0.3-2.7) з підвищеними магнітними властивостями.

    Надійшло 04.05.2011 р.

    ЛІТЕРАТУРА

    1. Abdusalyamova M.N., Bumashev O.R., Mironov K.E. - J Less-Common Metals.

    2. Абулхаев В.Д. - Изв. РАН. Метали, 1997, №4, с. 105-108.

    3. Абдусалямова М.Н., Абулхаев В.Д., Чечерников В.І. - Изв. АН СРСР, неорганічні. матеріали, 1981, т.17, №12, с.2271-2273.

    4. Назаров Х.Х., Абулхаев В.Д., Ганієв І.М. - ДАН РТ, 2005, т. 58. № 1-2, с. 85-89.

    5. холів Н.Ш, Абулхаев В.Д., Ганієв І.М., Назаров Х.Х. - ДАН РТ, 2008, т. 51, № 7, с. 526-531.

    6. Чечерников В.І. - Магнітні вимірювання. - М .: МГУ, 1963, с.92.

    7. Савицький Е.М., Терехова В.Ф. - Металознавство рідкісноземельних металів. - М .: Наука, 1975, 270 с.

    С.О.Убайдов, В.Д.Абулхаев, Ю.С.Азізов, М.А.Балаев, І.Н.Ганіев

    ХОСІЯТ ^ ОІ МАГНЕТОХІМІЯВІІ ХУЛАХ, ОІ сістемаа Gd4Sb3-Tb4Bi3

    Інститути хімія ба номи І.І.Нікітіні інститутом ілмх; ої ЦУМ ^ Урії Тоцікістон

    Дар мадола натічаі тахкідоті хосіятхоі магніти махлулхоі сахте, ки дар сістемаа Gd4Sb3-Tb4Bi3 хосіл мешаванд оварда шудааст. Тахліла крісталлохіміявй Нишон дод, ки махлулхоі сахті Gd4-xSb3-yTbxBiy (х = 0.4-3.6; y = 0.3-2.7) сістемаа Gd4Sb3-Tb4Bi3 дар панчараі кубіі намуді anti-Th3P4 крісталлізатсія мешаванд. Хдрораті Кюрі ва моментхоі магніти іонхоі Gd3 + ва Tb3 + муайян карда шудаанд.

    Калима ^ ои Калид: хулауоі ситема - діаграммаі уолат - маулулуоі сахт - уарораті Кюрі -та'сірпазіріі магніти - моменти магнітів.

    S.О.Ubаydоv, V.DAbulkhaev, U.SAzizov, MA.Balaev, I.N.Ganiev MAGNETOCHEMISTRY PROPERTIES OF ALLOYS OF Gd4Sb3 - Tb4Sb3 SYSTEM

    V.I.Nikitin Institute of Chemistry, Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan The abstract comprises the results of investigation of magnetic properties of solid solutions which have been formed in the Gd4Sb3 - Tb4Sb3 system. Crystallochemical investigations have shown, that solid solutions Gd4-xSb3-yTbxBiy (х = 0.4-3.6; y = 0.3-2.7) of the Gd4Sb3 - Tb4Sb3 system crystallizes in cubical anti-Th3P4 structural type. Values ​​of Curie temperatures and magnetic moment of Gd3 +, Tb3 + ions was defined.

    Key words: alloys of system - state diagram - solid solutions - Curie temperatures - magnetic susceptibility - magnetic moment.


    Ключові слова: сплави системи /діаграма стану /тверді розчини /температура Кюрі /магнітна сприйнятливість /магнітні моменти /alloys of system /state diagram /Solid solutions /Curie temperatures /Magnetic susceptibility /Magnetic moment

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити