Диссертации и авторефераты Украины
Перейти на каталог
Каталог диссертаций

Я ищу:
Диссертация / Автореферат

Диссертационная работа:

Заремба Оксана Іванівна. Синтез та кристалічна структура сполук гомологічної серії M2Cu2O3-CuO2 (M = Ca, Sr, Pb, Bi) : Дис... канд. наук: 02.00.01 - 2009.

Скачать диссертацию *

* Ссылка размещена на правах рекламы



Аннотация к работе:

Заремба О.І. Синтез та кристалічна структура сполук гомологічної серії M2Cu2O3-CuO2 (M = Ca, Sr, Pb, Bi). – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01 – неорганічна хімія. – Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, 2008.

За результами рентгенофазового та рентгеноструктурного аналізів досліджено вплив часткового заміщення компонентів на утворення та неспіввимірну структуру сполуки (Ca6Sr8)Cu24O41 – представника гомологічної серії M2Cu2O3-CuO2, а саме заміщення атомів Ca/Sr атомами p-елементів III-V груп періодичної системи (Bi, Pb, Sb, Sn, In, Ge, Ga), Y, рідкісноземельних металів (Gd, Dy, Er, Yb), а також атомів Cu атомами Co або Ni. Методом монокристалу визначено композитну структуру іншого представника серії [M2Cu2O3]m[CuO2]n – сполуки (Ca0,59Sr0,39Bi0,02)10Cu17O29 зі співвідношенням m/n = 5/7.

Оптимізовано умови синтезу полікристалічних зразків методом твердофазної реакції та запропоновано альтернативний метод синтезу шаруватих купратів окисненням інтерметалідів. З цією метою вивчено взаємодію компонентів у потрійних системах Sr-Y-Cu та Sr-Cu-Bi; встановлено фазові рівноваги, підтверджено існування тернарної сполуки SrCuBi, встановлено утворення твердого розчину (Sr1-xYx)Cu5.

В результаті вивчення залежності магнітної сприйнятливості від температури та напруженості поля для (Ca,Sr,Y)14Cu24O41 із різним вмістом Y встановлено, що сполуки є парамагнетиками при температурах вищих за температуру кипіння рідкого азоту, а збільшення вмісту ітрію призводить до збільшення значення магнітної сприйнятливості.

  1. Оптимізовано умови синтезу сполуки (Ca6Sr8)Cu24O41 – представника гомологічної серії [M2Cu2O3]m[CuO2]n зі співвідношенням m/n = 7/10 (двостадійний твердофазний синтез при температурі 1190 K на повітрі). Сполука кристалізується із неспіввимірною композитною структурою ((3+1)-просторова група F222(00), a = 1,13745(7), b = 1,29798(9), c1 = 0,27493(4), c2 = 0,39132(3) нм, q = 0,7026), яку можна описати надструктурою з великим параметром с (просторова група Сссm, a = 1,1377(1), b = 1,2983(1), c = 2,7395(2) нм).

  2. Вперше встановлено, що у шаруватій структурі сполуки (Ca6Sr8)Cu24O41 атоми Ca/Sr можна замістити на атоми Y, Pb або Bi (до 4, 2 або 2 ат. %, відповідно) і таке часткове заміщення по-різному модифікує зигзагоподібні (в шарах складу Cu2O3) та прямі (в шарах складу CuO2) ланцюжки квадратів CuO4. Часткове заміщення на Y призводить до ущільнення укладки шарів атомів у структурі. Невеликі кількості PbO або Bi2O3 знижують температуру розкладу сполук M14Cu24O41 (1227 та 1238 K у порівнянні з 1246 K для (Ca6Sr8)Cu24O41). Встановлено можливість повного заміщення атомів Ca в структурі сполуки (Ca6Sr8)Cu24O41 на атоми Y, яке супроводжується її деформацією – видовженням ланцюжків квадратів CuO4 з їхнім одночасним звуженням. Розчинність Gd, Dy, Er та Yb у цій сполуці є обмеженою (до 2 атомів на формульну одиницю), як і розчинність Ga, Ge, In, Sn та Sb (до 0,24 атома на формульну одиницю).

  3. Встановлено, що у структурі сполуки (Ca6Sr8)Cu24O41 атоми Cu можна замістити на атоми Ni до складу (Ca6Sr8)Cu23Ni1O41, а на атоми Co принаймні до складу (Ca6Sr8)Cu18Co6O41. В останньому випадку спостерігається ущільнення укладки шарів та видовження ланцюжків квадратів CuO4.

  4. Вирощено монокристали сполуки (Ca0,59Sr0,39Bi0,02)10Cu17O29 – представника гомологічної серії [M2Cu2O3]m[CuO2]n зі співвідношенням m/n = 5/7. Уточнено її структуру в тривимірному (просторова група F222, a = 1,1340(2), b = 1,2829(2), c = 1,9441(3) нм) та (3+1)-вимірному просторі (надпросторова група F222(00),
    a = 1,1340(2), b = 1,2829(2), c1 = 0,27773(4), c2 = 0,38882(6) нм, q = 0,7143). Присутність атомів Bi спричиняє зменшення міжшарових відстаней на 1,2 %, що повинно сприяти переносу заряду між шарами, а отже і надпровідності; ланцюжки квадратів CuO4 видовжені в нарямку [001] на 1,4 % та звужені вздовж [100] на 0,3 %.

  5. Запропоновано модель структури купрату M18Cu31O53 – представника гомологічної серії [M2Cu2O3]m[CuO2]n із m/n = 9/13: просторова група F222,
    a = 1,1312, b = 1,2946, c = 3,5559 нм. Виведено співвідношення підкомірок композитних структур сполук цієї серії із m/n до 20/28.

  6. Вперше побудовано схеми діаграм стану потрійних систем Sr-Y-Cu та Sr-Cu-Bi на основі аналізу литих сплавів. У системі Sr-Y-Cu тернарні сполуки не утворюються. Встановлено існування протяжного твердого розчину заміщення (до 10 ат. % Y) на основі бінарної сполуки SrCu5. У системі Sr-Cu-Bi підтверджено утворення тернарної сполуки CuSrBi. Окисненням інтерметалічних сполук отримано шаруваті купрати. Окиснення зразка SrCu1,7 (співвідношення Sr/Cu ~ 14/24) на повітрі при температурі 1070 K призвело до утворення фази Sr14Cu24O41, вміст якої сягнув 80 мас. %.

  7. Досліджено залежність магнітної сприйнятливості зразків (Ca,Sr,Y)14Cu24O41 із різним вмістом Y від температури та магнітного поля. Встановлено, що сполуки є парамагнетиками при температурах вищих за температуру кипіння рідкого азоту. Збільшення вмісту ітрію в зразках призводить до збільшення значення магнітної сприйнятливості при кімнатній температурі.


Меню
Реклама



2006-2009 © Диссертации и авторефераты Украины