Streszczenie

Wybrane Właściwości Nowych Wodorków Otrzymanych ze Stopów R7Rh3 (R = Ho, Y,
Dy, Tb i Er) i z Niektórych Związków Międzymetalicznych Metali Przejściowych.
Streszczenie Pracy Doktorskiej mgr Ryutaro Sato
W pracy przedstawiono wyniki wysokociśnieniowych syntez nowych wodorków oraz
właściwości tych wodorków.
Stopy na osnowie metali przejściowych i cyrkonu
Skonstruowano wysokociśnieniową aparaturę Sievertsa do 70 MPa wodoru (z możliwością poszerzenia zakresu ciśnień do 350 MPa) i zastosowano ją do wyznaczenia izoterm
absorpcji wodoru w związkach międzymetalicznych Zr(Co1-xCrx)2 i Zr(Fe1-xCrx)2 w 293 K.
Stwierdzono, że ze wzrostem zawartości chromu zwiększała się ilość absorbowanego wodoru
a jednocześnie malało ciśnienie wodoru w równowadze z fazą wodorkową. Dla jednakowych
wartości x położenie plateau na izotermach było wyższe dla układu Zr(Co1-xCrx)2-H2.
Wyjściowe stopy Zr(Co1-xCrx)2 i Zr(Fe1-xCrx)2 miały strukturę regularną C15 lub
heksagonalną C14 (ZrCoCr i ZrCo0.5Cr1.5). Tworzeniu wszystkich wodorków towarzyszyła
ekspansja sieci krystalicznej ale z zachowaniem wyjściowej symetrii. Wodorki ZrCo1.8Cr0.2 i
ZrCo2 były nietrwałe i w warunkach otoczenia desorbowały wodór w ciągu kilku godzin.
Stabilność wodorków silnie rosła w miarę zwiększania zawartości chromu.
Ekspansja sieci krystalicznej podczas tworzenia wodorków w serii Zr(Co1-xFex)2 rosła
ze wzrostem zawartości żelaza. Wzrostowi zawartości żelaza towarzyszyła wyższa absorpcja
wodoru i wyższa stabilność wodorków.
Analiza rentgenowska stopów (Ti1-xZrx)Co2 i ich wodorków (które otrzymano jedynie
dla x < 0.5) wykazała strukturę regularną C15 ze znaczną ekspansją sieci podczas tworzenia
wodorków. Stabilność wodorków w warunkach otoczenia była tym gorsza im więcej tytanu
zawierała próbka.
Ogólnie biorąc stabilność faz wodorkowych wzrasta w sekwencji: TiCo2 – ZrCo2 –
ZrFe2 – ZrCr2.
Stopy na osnowie metali przejściowych oraz ziem rzadkich i/lub itru.
Związki RFe2 (R=Gd,Tb,Ho i Er) o strukturze C15 poddano działaniu deuteru pod
ciśnieniem 1 GPa w temperaturze 373 K. Otrzymane deuterki wykazywały duży przyrost
parametru sieciowego bez zmiany symetrii (dla GdFe2 i TbFe2) oraz pojawienie się nowej
struktury ortorombowej współwystępującej ze strukturą regularną (dla DyFe2 i HoFe2).
Dla wszystkich stopów DyxY1-xMn2 (0.1 < x < 0.9) otrzymano deuterki o strukturze
Fm3m identycznej z YMn2D6. Okazało się więc, że otrzymanie tej szczególnej struktury jest
możliwe dla wszystkich stosunków Y:Dy co oznacza, że pozycja 8c w sieci Fm3m może być
zajmowana przez mangan oraz itr i ziemię rzadką z tym, że stosunek atomowy
Mn/(Y+Dy)=1.
Otrzymano nowe wodorki dla Y6Mn23 i YM12 w wyniku niezwykłej transformacji
prowadzącej do struktury Fm3m analogicznej jak w wodorkach RMn2H6. W tych nowych
wodorkach pozycję 4a obsadza jeden atom manganu, tworząc kompleksowy anion, podczas
gdy pozycja 8c jest zajęta statystycznie przez itr i resztę manganu.
Wodorki stopów R7Rh3 (R = Ho, Y, Dy, Tb i Er) o strukturze heksagonalnej P63mc
tworzą się już pod ciśnieniem 0.2 Mpa i wykazują wysoką stabilność w warunkach
normalnych. Tworzeniu wodorków towarzyszy ekspansja sieci krystalicznej rzędu 20 %.
Własności magnetyczne Tb7Rh3 i Dy7Rh3 zmieniały się pod wpływem wodoru.