РОЗДІЛ 2
МЕТОДИКА ЕКПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1 Приготування зразків
2.1.1 Вихідні матеріали
Для приготування зразків використовували компоненти наступної чистоти (масові
частки основного компоненту): РЗМ - не менше 0,995 (зразки для поміру фізичних
властивостей одержували, використовуючи РЗМ чистотою не менше 0,9995); порошки
заліза – 0,9999, кобальту – 0,9995, нікелю – 0,9995, родію – 0,9999, паладію –
0,9999, бору (аморфний) – 0,994, бору (кристалічний) – 0,9999.
2.1.2 Синтез зразків
Зразки для дослідження фазових рівноваг ми синтезували наступними методами:
Спосіб 1. Плавка суміші вихідних компонентів в атмосфері інертного газу
(очищеного аргону) в електродуговій печі з вольфрамовим електродом на мідному
водоохолоджуваному поді (для зразків з вмістом Ітербію не більше 0.15 мол.ч.).
Для цього рідкісноземельні метали подрібнювали у вигляді стружки, важили всі
компоненти зразків з точністю до 0.01г, приготовлену суміш пресували в таблетки
і сплавляли у електродуговій печі при напрузі 30 В та силі струму 200-300 А.
Для рентгенофазового та рентгеноструктурного аналізу синтезували сплави масою
1-1.5 г, а для синтезу монокристалів масу зразка збільшували до 3 г.
Спосіб 2. Для отримання сплавів із вмістом Ітербію більшим за 0,15 мол. част.
вихідні компоненти спочатку запаювали в танталову ампулу, яку у свою чергу
запаювали у вакуумовану кварцеву ампулу, після чого нагрівали у печі до 800°С,
витримуючи при цій температурі протягом 4-6 днів. Після цього проводився другий
етап синтезу: зразки розтирали і знову пресували. Одержані таблетки запаювали в
танталову ампулу та кварцеву ампулу, і нагрівали у високотемпературній печі до
температури 1100°С, витримуючи при цій температурі протягом 7-14 днів.
Спосіб 3. Для отримання сплавів із вмістом Ітербію 0ч0,35 мол. част. та з
невисоким вмістом бору (0ч0,30 мол. част.) вихідні компоненти послідовно
запаювали в танталову та кварцеві ампули, та нагрівали у печі до 800°С,
витримувючи 4-6 днів. Після цього зразки переплавляли в електродуговій печі.
Отримані зразки поміщали у корундовий тигель, який запаювали у танталову
ампулу, а її у кварцеву і нагрівали у високотемпературній печі до температури
1100°С, витримуючи при цій температурі протягом 14 днів.
Спосіб 4. Спікання шляхом нагріву суміші компонентів у вакуумованих кварцових
ампулах до необхідної температури в скло-вуглецевих або корундових тиглях.
Спосіб 5. Метод плавки зразків, отриманих ампульним синтезом, у високочастотній
печі в атмосфері очищеного аргону з використанням скло-вуглецевих тиглів.
2.1.3 Гомогенізаційний відпал
Зразки запаювали у вакуумовані кварцові ампули, які поміщали у муфельні печі з
автоматичним регулюванням температури. Відпал проводили при 800 або 1100°С
протягом 600-1000 год. Ітербієві сплави попередньо загортали у молібденову
фольгу, потім аналогічно запаювали під вакуумом у кварцові ампули.
2.1.4 Синтез монокристалів
Для синтезу монокристалів сплави поміщали в корундові тиглі, які запаювали
танталові ампули та вакуумовані кварцові ампули. Нагрівали їх до 1100°С,
відпалювали при цій температурі 24 год і повільно (5 – 10 град/хв) охолоджували
до вибраної для даної системи температури відпалу.
Монокристали в системах, що містили родій одержували відпалюючи сплави в
боронітридних тиглях 3 – 4 год, запаяних в танталові ампули при температурі
близькій до плавлення у високочастотній печі та повільно (5 град/хв)
охолоджували до вибраної температури.
2.1.5 Контроль складу зразків
Склад зразків контролювався кількома методами:
1. Зважування. Якщо після сплавляння і відпалу втрати маси у порівнянні з масою
вихідних компонентів становили більше, ніж 2 %, зразок виготовляли повторно.
2. Локальний рентгеноспектральний аналіз. Його проводили на растровому
електронному мікроскопі Philips XL30, Si(Li)-детектор. З його допомогою
визначали фазовий склад зразків і кількісний склад кожної фази в окремих
точках.
3. Хімічний аналіз. Для визначення РЗМ, перехідного металу і Бору застосовували
метод емісійної спектрометрії після атомізації в індуктивно-зв'язаній плазмі.
Оцінку інтенсивності спектральних ліній проводили з допомогою спектрометра
високої розділювальної здатності VISTA ICP-OES з CCD детектором для л=167 - 785
нм. Для проведення такого аналізу зразки розчиняли в кислотах.
2.2 Рентгенофазовий аналіз
Рентгенофазовий аналіз використовували для побудови ізотермічних перерізів
діаграм стану. Порошкограми для його проведення отримували такими методами:
1. За Дебаєм-Шерером на апараті УРС-60 в камерах РКД-57 з асиметричною
закладкою плівки (CrК-випромінювання, експозиція 3 год). Одержані рентгенограми
порівнювали з рентгенограмами відомих бінарних або тернарних сполук і чистих
компонентів. Оцінка інтенсивностей ліній на дебаєграмах велась візуально за
десятибальною шкалою.
2. Дифрактограми одержані на дифрактометрі ДРОН-3М за схемою Брега-Брентано
(CuKa- випромінювання, режим и-2и сканування, крок 0,05о, час сканування у
кожній точці 10-15 с).
3. За методом Гіньє: Huber image plate Guinier camera G 670, CuKa1 –
випромінювання, в області кутів 2q 5o-100o, експозиція 6 x 15 хв.
В останніх двох випадках одержані масиви порівнювали з теоретично розрахованими
рентгенограмами чистих компонентів, бінарних або тернарних сполук (програми
WinXPOW (version 1.18) [[cxvi]] і PowderCell (version 2.1) [[cxvii]]).
2.3 Мікроструктурний аналіз
Мікроструктурний аналіз проводили з метою підтвердження даних рентгенофазового
аналізу і перевірки гомогенності зразків. Зразки вплавляли в електропровідну
полімерну матрицю Polyfast/Bakelit і шліфували суспензією технічних алмазів з
величиною зерен 10-1 мкм. Зразки чутливі до окиснення покривали захисним
маст
- Київ+380960830922