РОЗДІЛ 2. МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТУ
2.1. Приготування зразків
2.1.1. Вихідні матеріали
Cплави синтезували із компактних металів із таким вмістом основного компонента
в масових частках: празеодиму ПрМ1 – 0.9975; самарію СмМ1 – 0.9983; диспрозію
ДиМ-1 – 0.9983; тулію Тум-1 – 0.9982; міді МОК – 0.9983; ґерманію ГПЗ1 –
0.9999; сурми Су0000 – 0.9999.
2.1.2. Синтез та контроль складу зразків
Зразки виготовляли сплавленням шихти з вихідних компонентів, зважених з
точністю до 0.001 г, в електродуговій печі з вольфрамовим невитрачуваним
електродом в атмосфері очищеного арґону під тиском 50-60 кПа на мідному
водоохолоджуваному поді. Зразки переплавляли двічі для досягнення більшої
однорідності сплавів. Арґон попередньо очищався плавкою гетера – губчастого
титану. Готували зразки масою від 1.0 до 3.0 г. Попередньо поверхня
рідкісноземельних металів механічно очищалася від оксидів.
Контроль складу зразків проводили шляхом порівняння маси сплавів з масою
вихідної шихти. У випадку відхилення маси більше, ніж на 1 % для систем {Pr,
Sm, Dy, Tm}-Cu-Ge та 2 % (системи {Sm, Dy, Tm}-Cu-Sb), сплави виготовляли
повторно. Склади окремих сплавів контролювали методом локального
рентґеноспектрального аналізу.
2.1.3. Термічна обробка сплавів
Для гомогенізації зразки відпалювали при температурі 870 K (крім частини
системи Pr-Cu-Ge з вмістом Pr більше 0.50 ат. частки, яку досліджували при 670
K). Температура відпалу зразків вибиралася, виходячи з температур плавлення
вихідних компонентів, бінарних сполук та евтектик у подвійних системах, що
обмежують досліджувані потрійні, а також з температур відпалу сплавів раніше
вивчених споріднених систем. Сплави запаювали у вакуумовані кварцові ампули.
Відпал проводили у муфельних електропечах СНОЛ з автоматичним регулюванням
температури з точністю ± 10 K впродовж не менше 2 місяців. Після відпалу сплави
гартували у холодній воді, не розбиваючи ампул. Контроль гомогенності і
рівноважності зразків здійснювали рентґенографічно.
2.2. Локальний рентґеноспектральний аналіз
Метод локального рентґеноспектрального аналізу використовувався для контролю
хімічного складу зразків нових сполук і визначення точного вмісту компонентів у
фазах для деяких сплавів. Дослідження проведені за допомогою мікроаналізатора
“CAMEBAX-SX50” при струмі зонда 0.01 мкА і прискорюючій напрузі 20 кВ на
полірованих та протравлених зразках. Для аналізу вибиралися ділянки зразків
діаметром ~ 1ё3 мкм. Як еталони використовувалися чисті елементи (Ka-лінії).
2.3. Диференціальний термічний аналіз
Запис кривих ДТА проводився з використанням Pt/Pt-Rh термопари на установці,
яка складалася з печі регульованого нагріву “Термодент”, двокоординатного
самописця ПДА-1 та підсилювача термопари, виготовленого на основі блоку “И-102”
високочастотного регулятора температури ВРТ-2. Рівномірне нагрівання печі
здійснювалося програмним управлінням зі швидкістю 11 K/хв, охолодження
здійснювалось в інерційному режимі. Максимальна температура, до якої
проводилося нагрівання, становила 1400 K.
Досліджувані сплави і реперні речовини завантажували в посудини Степанова, які
вакуумували до залишкового тиску 0.133·10-2 Па і запаювали. Як еталон
використовувався Al2O3, попередньо прожарений впродовж 10 годин при 1270 K.
Реперними речовинами слугували Ge, Ag та Cu з вмістом основного компонента не
менше 0.9999 мас. частки. Маса речовини, що бралась для дослідження, становила
1 - 1.4 г.
2.4. Рентґенофазовий аналіз
Рентґенівський фазовий аналіз був основним методом, який використовувався при
побудові ізотермічних перерізів діаграм стану досліджуваних потрійних систем.
Проводився він шляхом порівняння порошкограм досліджуваних сплавів між собою та
з отриманими еталонними та теоретично розрахованими (програми LAZY PULVERIX
[184] та POWDER CELL [185]) порошкограмами відомих бінарних та тернарних сполук
і чистих компонентів.
Порошкові рентґенограми (дебаєграми) отримували на апараті УРС-55 у камерах
РКД-57 діаметром 57.3 мм на нефільтрованому хромовому промінні із застосуванням
асиметричної закладки плівки [186]. Для точнішого визначення кутів та
інтенсивностей відбить використовувались порошкові дифрактометри ДРОН-2.0
(Fe Ka-випромінювання, внутрішній еталон Ge або Si, запис інформації на
діаграмну стрічку), Philips PW1820 (Cu Ka-випромінювання, зйомка по точках),
OMNI (Co Ka-випромінювання, зйомка по точках).
Індексування окремих порошкограм проводилось автоматично за методиками
[186, 187, 188] з використанням програм DICVOL91 та INDP, що входить до
комплексу програм CSD [189, 190]. Уточнення параметрів елементарних комірок
проводилось МНК за допомогою програми LATTIC з комплексу програм CSD.
2.5. Мікроструктурний аналіз
Мікроструктурні дослідження використовували для підтвердження даних
рентґенофазового аналізу з метою визначення кількості фаз у зразках, а також
для визначення ступеня чистоти зразків, для яких проводилися структурні
розрахунки. Кусочки зразків заплавлялися сплавом Вуда у металічні кільця,
механічно шліфувалися і полірувалися за допомогою суспензії Cr2O3 у воді.
Одержані поверхні протравлялися розчинами хлоридної та нітратної кислот різних
концентрацій. Готові шліфи вивчалися візуально за допомогою металмікроскопа
“NEOPHOT 30” у відбитому світлі. Оскільки більшість досліджуваних зразків мали
сильно розвинуту пористу структуру, то їхні мікрокристалоскопічні дослідження
проводили без фотографування.
2.6. Визначення кристалічної структури сполук методом монокристалу
Перший етап дослідження монокристалів з метою встановлення якості кристалу,
дифракційного класу та періодів кристалічної ґратки про
- Київ+380960830922