Synthesis, crystal structure and physical properties of the TbCo4.5SixLi0.5-x solid solution

І. Стецьків; В. Кордан; І. Тарасюк; В. Павлюк

doi:10.15330/pcss.22.3.577-584

Автор(и)

І. Стецьків Львівський національний університет імені Івана Франка
В. Кордан Львівський національний університет імені Івана Франка
І. Тарасюк Львівський національний університет імені Івана Франка
В. Павлюк Львівський національний університет імені Івана Франка

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.22.3.577-584

Ключові слова:

рентгенівська дифракція, електронна мікроскопія, тверді розчини, структурний тип CaCu5, електрохімічне гідрування

Анотація

Методом електродугового плавлення синтезовано сплави з області існування твердого розчину TbCo_4,5Si_xLi_0,5-x. За допомогою скануючої електронної мікроскопії та енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії визначено кількісний і якісний склад сплавів та порошків електродних матеріалів. Співвідношення Tb/Co/Si у зразках підтверджено рентгенофлуоресцентною спектроскопією. Зміну параметрів комірки у межах твердого розчину встановлено за результатами рентгенівської порошкової дифракції (TbCo_4,5Si_xLi_0,5-x, х = 0,1–0,4: а = 4,9518(5)–4,9324(3), с = 3,9727(4)–3,9746(3) Å). Кристалічну структуру твердого розчину визначено методом Рітвельда (структурний тип CaCu₅, просторова група P6/mmm). Атоми Кобальту частково заміщуються на Силіцій і Літій тільки у положенні 2с. Методом електрохімічного гідрування досліджено здатність сплавів до поглинання водню, за умов експерименту деінтеркалюється до 0,19 Н/ф.о. Зміну параметрів комірки після гідрування (об’єм зростає від 83,74(1) до 85,54(6) Å³) і стійкість електроду у розчині електроліту додатково підтверджено за результатами рентгенофазового аналізу. Вимірювання питомого електроопору зразків вказали на його зменшення при незначному збільшенні кількості лужного металу.

Посилання

M.H. Mintz, I. Javob, D. Shaltiel, L. Schlapbach (Eds.), Hydrogen in Intermetallic Compounds II (Springer, Berlin, 1992).

H.H. Van Mal, K.H.J. Buschow, A.R. Miedema, J. Less. Common. Met. 35(1), 65 (1974); https://doi.org/10.1016/0022-5088(74)90146-5.

H.H. Van Mal, K.H.J. Buschow, F.A. Kuijpers, J. Less. Common. Met. 32(2), 289 (1973); https://doi.org/10.1016/0022-5088(73)90095-7.

Yu. Liu, H. Yuan, M. Guo, M. Jiang, Int. J. Hydrog. Energy 44, 22064 (2019); https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.06.081.

L. Wang, X. Zhang, Sh. Zhou, J. Xu, H. Yan, Qu. Luo, Qi. Li, Int. J. Hydrog. Energy 45, 16677 (2020); https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.04.136.

N.O. Chorna, V.M. Kordan, A.M. Mykhailevych, O.Ya. Zelinska, A.V. Zelinskiy, K. Kluziak, R.Ya. Serkiz, V.V. Pavlyuk, Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, 2, 139 (2021); https://doi.org/10.32434/0321-4095-2021-135-2-139-149.

J. Liu, Sh. Zhu, H. Cheng, Zh. Zheng, Zh. Zhu, K. Yan, Sh. Han, J. Alloys Compd. 777, 1087 (2019); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.11.094.

A. Stetskiv, I. Tarasiuk, R. Misztal, V. Pavlyuk, Acta Crystallogr. E 67, 61 (2011); https://doi.org/10.1107/S1600536811041328.

V. Pavlyuk, W. Ciesielski, N. Pavlyuk, D. Kulawik, M. Szyrej, B. Rozdzynska-Kielbik, V. Kordan, Ionics 25(6), 2701 (2019); https://doi.org/10.1007/s11581-018-2743-8.

V. Pavlyuk, W. Ciesielski, N. Pavlyuk, D. Kulawik, G. Kowalczyk, A. Balińska, M. Szyrej, B. Rozdzynska-Kielbik, A. Folentarska, V. Kordan, Mater. Chem. Phys. 223, 503 (2019); https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2018.11.007.

K. Dutta, O. N. Srivastava, J. Mater. Sci. 28, 3457 (1993); https://doi.org/10.1007/BF01159822.

A. Percheron-Guégan, C. Lartigue, J. C. Achard, P. Germi, F. Tasset, J. Less. Common. Met. 74(1), 1 (1980); https://doi.org/10.1016/0022-5088(80)90063-6.

W. Zhou, Zh. Ma, Ch. Wu, D. Zhu, L. Huang, Yu. Chen, Int. J. Hydrog. Energy 41, 1801 (2016); https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.10.070.

A. Stetskiv, B. Rożdżyńska-Kiełbik, G. Kowalczyk, W. Prochwicz, P. Siemion, V. Pavlyuk, Solid State Sci. 38, 35 (2014); https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2014.09.016.

K. Giza, W. Iwasieczko, V. V. Pavlyuk, H. Bala, H. Drulis, J. Power Sources. 181(1), 38 (2008); https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.12.018.

J.-M. Joubert, M. Latroche, R. Černý, R. C. Bowman, A. Percheron-Guégan, K. Yvon, J. Alloys. Compd. 293-295, 124 (1999); https://doi.org/10.1016/S0925-8388(99)00311-4.

F. Meli, A. Zuettel, L. Schlapbach, Z. Phys. Chem. 183(1-2), 371 (1994); https://doi.org/10.1524/zpch.1994.183.Part_1_2.371.

F. Meli, A. Zuettel, L. Schlapbach, J. Alloys. Compd. 190(1), 17 (1992); https://doi.org/10.1016/0925-8388(92)90167-8.

MTech. Retrieved from: http://chem.lnu.edu.ua/mtech/mtech.htm.

W. Kraus, G. Nolze, PowderCell for Windows (Federal Institute for Materials Research and Testing, Berlin, 2000).

V. Petříček, M. Dušek, L. Palatinus, Z. Kristallogr. Cryst. Mater. 229(5), 345 (2014); https://doi.org/10.1515/zkri-2014-1737.

D. Schwarzenbach, Program LATCON: refine lattice parameters. (University of Lausanne, Lausanne, 1966).

J. Rodriguez-Carvajal, The Satellite Meeting on Powder Diffraction of the XV Congress of the IUCr (Toulouse, 1990). P. 127.

V. Kordan, I. Tarasiuk, I. Stetskiv, R. Serkiz, V. Pavlyuk, Chem. Met. Alloys. 12(3/4), 77 (2019); https://doi.org/10.30970/cma12.0396.

B. Rożdżyńska-Kiełbik, I. Stetskiv, V. Pavlyuk, A. Stetskiv, Solid State Sci. 113, 106552 (2021); https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2021.106552.

I. Tarasiuk., I. Stetskiv, V. Kordan., V. Pavlyuk, Visn. Lviv Univ. Ser. Chem. 58(1), 117 (2017).