Анотація до роботи:

Спека М.В. Фазові рівноваги в системах Y – {Al, Si, Ge} - Ga, кристалічна структура і властивості потрійних сполук. -Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико – математичних наук за спеціальністю 01.04.13 – фізика металів.- Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2003.

В роботі досліджено характер взаємодії компонентів у потрійних системах Y – {Al, Si, Ge} – Ga та побудовано ізотермічні перерізи (фрагменти перерізів) діаграм стану цих систем при 400, 600 та 800⁰С. Уточнено склад подвійних германідів YGe₃, YGe_1.9, Y₃Ge₄ та повністю визначено кристалічну структуру 17 потрійних сполук, синтезованих в цих потрійних системах. Вперше встановлено, що 5 з цих сполук кристалізуються в нових, власних, структурних типах, а решта потрійних сполук – в відомих структурних типах: AlB₂ (та його дефектних похідних), a-ThSi₂, a-GdSi₂, Mg₃Cd, La₂AlGe₆, Ce₂GaGe₆, SmNiGe₃. Показано, що сплави твердих розчинів на основі YGa зі структурою типу CrB є парамагнетиками Паулі, а у формуванні їх областей гомогенності домінуючу роль відіграє розмірний фактор. Встановлено, що сплави з області існування сполук серій YAl_xGa_4-x, YGe_xGa_3-x є діамагнетиками з аномально високими значеннями магнітної сприйнятливості. Запропоновано модель, згідно з якою діамагнетизм цих сплавів обумовлений наявними в їх структурах атомними контурами великого радіуса, в яких між атомами 3b (4b) елементів утворюються зв’язки p-типу. Апробовано методику нанесення покриттів зі сплавів твердих розчинів Al, Si або Ge в YGa₂ і показано, що їм притаманний металічний характер провідності. Показано, що характер взаємодії компонентів в потрійних системах Y – {Al, Si, Ge} – Ga визначається, головним чином, взаємодією компонентів в подвійних базисних системах.

1. Методами рентгенівського фазового і частково мікроструктурного аналізів досліджено сплави систем Y – {Al, Si, Ge} – Ga і вперше побудовано ізотермічні перерізи діаграм стану: Y – Al - Ga (400^oC, фрагмент до 33,3 ат. % Y та 800^oC, фрагмент понад 20 ат. % Y); Y – Si – Ga (800^oC); Y – Ge – Ga (600^oC, фрагмент до 36 ат. % Y та 800^oC, фрагмент понад 33,3 ат. % Y). Показано, що за своєю будовою досліджені системи аналогічні дослідженим раніше системам РЗМ – {Al, Si, Ge} – Ga (РЗМ = Gd).

2. Методом порошку вперше повністю визначено кристалічну структуру подвійних германідів YGe₃, YGe_1.9, Y₃Ge₄ та 17 потрійних сполук, синтезованих в системах Y – {Al, Si, Ge} – Ga. Встановлено, що 5 з цих сполук (YAl₃Ga₁, YAl_2.6Ga_1.4, YAl_1.8Ga_2.2, YAl_1.8Ga_2.2 та YGe_0.5Ga_2.5) кристалізуються в нових, власних, структурних типах, а решта потрійних сполук – в відомих структурних типах: AlB₂ (та його дефектних похідних), a-ThSi₂, a-GdSi₂, Mg₃Cd, La₂AlGe₆, Ce₂GaGe₆, SmNiGe₃, тощо.

3. Показано, що характерною рисою системи Y – Al – Ga є утворення серії потрійних сполук з близькоспорідненими кристалічними структурами, які відрізняються одна від одної перш за все кратністю періодів a та c підгратки деформованої структури типу BaAl₄, а характерною рисою системи Y – Ge –Ga - утворення серій потрійних сполук з похідними від структурних типів SmNiGe₃ та AlB₂ структурами.

4. Методом Фарадея досліджено температурні та концентраційні залежності магнітної сприйнятливості сплавів твердих розчинів зі структурою типу CrB на розрізах YGa – YMe (Me = Al, Si, Ge), а також сполук серій YAl_xGa_4-x, YGe_xGa_3-x з кристалічними структурами, похідними від структурних типів BaAl₄ та SmNiGe₃, відповідно. Показано, що сплави твердих розчинів на основі YGa є парамагнетиками Паулі. Аналіз концентраційних і температурних залежностей c цих твердих розчинів вказує на те, що значення їх магнітної сприйнятливості визначається головним чином положенням рівня Фермі відносно екстремальних точок енергетичного спектру густини електронних станів. Парамагнетизм Ван Флека відіграє помітну роль лише для сплавів системи Y – Si – Ga. Показано також, що у формуванні областей гомогенності твердих розчинів зі структурою CrB домінуючу роль відіграє розмірний фактор.

5. Встановлено, що сплави з області існування сполук серій YAl_xGa_4-x, YGe_xGa_3-x є діамагнетиками з аномально високими (як для сполук за участю перехідних металів) значеннями c. Запропоновано модель, згідно з якою діамагнетизм досліджених сплавів YAl_xGa_4-x, YGe_xGa_3-x обумовлений наявними в їх структурах атомними контурами великого радіуса, в межах яких між атомами 3b (4b) елементів утворюються зв’язки p-типу. Запропоновано рівняння для розрахунку магнітної сприйнятливості таких сплавів, яке дає добре узгодження з експериментальними значеннями.

6. Відпрацьовано режими нанесення покриттів зі сплавів твердих розчинів алюмінію, кремнію або германію в YGa₂, на яких вивчено температурні залежності електроопору (інтервал 20 – 350⁰ С). Показано, що цим твердим розчинам притаманний металевий характер провідності і що розчинення у YGa₂ алюмінію, кремнію або германію суттєво знижує питомий електроопір.

7. На основі аналізу структурної спорідненості сполук, термодинамічних, електричних та магнітних властивостей сплавів показано, що визначальну роль у характері взаємодії компонентів в потрійних системах Y – {Al, Si, Ge} –Ga відіграє взаємодія компонентів в подвійних базисних системах Y – Ga, Y – Al, Y – Si, Y - Ge.