WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Матовников Александр Вячеславович

Термодинамические свойства диборидов редкоземельных

элементов

Специальность 01.04.07. - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени

кандидата физико-математических наук

Москва – 2009

Работа выполнена на кафедре общей физики Брянского государственного университета им. Академика И.Г.Петровского

Научный руководитель: доктор физико - математических наук, профессор Новиков Владимир Васильевич

Официальные оппоненты: доктор физико - математических наук, профессор Васильев Александр Николаевич доктор химических наук, профессор Кольцов Владимир Борисович

Ведущая организация: Институт металлургии и материаловедения им. А.А.Байкова РАН

Защита состоится «21» мая 2009 г. в «1600» ч. в зале Ученого совета на заседании диссертационного совета Д 212.134.03 Московского государственного института электронной техники (технического университета) по адресу:

124498, Москва, г.Зеленоград, проезд 4806, д.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного института электронной техники (технического университета).

Автореферат разослан «29» января 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико - математических наук, профессор В.Б. Яковлев

Общая характеристика работы

.

Актуальность.

Бориды редкоземельных элементов (РЗЭ) – особо твердые, тугоплавкие соединения, обладающие широким спектром электрических, магнитных, оптических свойств. Высокие эмиссионные характеристики гексаборида лантана позволяют использовать LaB6 в качестве катодного материала в эмиссионной электронике (электронные микроскопы, оже-спектрометры и микроанализаторы). Из-за большого сечения захвата нейтронов бориды используются в ядерной технике в качестве материалов для регулирования и для защиты от ядерных излучений. Высокие твёрдость, износостойкость и шлифующая способность позволяют применять их в машиностроении и приборостроении. Способность некоторых боридов сохранять свои свойства в среде расплавленных металлов позволила, например, использовать бориды циркония в металлургии для изготовления наконечников термопар, что обеспечило возможность автоматического контроля температур стали в мартеновских печах. Перспективно применение боридов в виде высокопрочных и высокомодульных непрерывных волокон и нитевидных кристаллов для армирования композиционных материалов. [1, 2] Среди боридов редкоземельных элементов (RB2, RB4, RB6, RB12, RB66) дибориды до последнего времени остаются наименее изученными. Это обусловлено, главным образом, трудностью получения однофазных образцов диборидов. Наличие заметного количества посторонних фаз может привести к изменению ряда электрических, магнитных, термодинамических характеристик образца, затрудняет интерпретацию экспериментальных данных.

Дибориды редкоземельных элементов RB2 представляют собой семейство изоструктурных соединений со специфическими магнитными свойствами. Соединения RB2 обладают кристаллической структурой типа AlB2, состоящей из двух явно выраженных подструктур – гексагональных плотноупакованных слоев атомов металла, чередующихся со слоями из шестиугольников атомов бора. Эти особенности структуры обусловливают специфические закономерности изменений решеточных свойств диборидов металлов МВ2 с температурой [3]. Они наиболее отчетливо проявляются у диборидов РЗЭ, различие в размерах и массах атомов металла и бора, которых велико. Поведение подрешетки жестко связанных между собой атомов бора в диборидах определяет высокие значения их твердости, температур плавления, характеристических температур. Подрешетка относительно более слабо связанных массивных атомов металла ответственна за электрические и магнитные свойства редкоземельных диборидов.

Дибориды РЗЭ характеризуются металлическим типом проводимости [4, 5]. Большинство из них при низких температурах испытывают магнитные фазовые превращения. Характерно, что такие РЗ - дибориды, как TbB2, DyB2, HoB2, ErB2 с понижением температуры упорядочиваются ферромагнитно [6], тогда как YbB2 антиферромагнетик при температурах ниже 5.6 К.

В большей части публикаций, посвященных изучению свойств диборидов РЗЭ рассматриваются их магнитные и электрические свойства, изменения их зависимостей с температурой. Работы такого рода единичны и не отражают в полной мере особенностей магнитной, решеточной подсистем диборидов РЗЭ, их изменения с температурой и составом борида.

Работы по систематическому исследованию термодинамических свойств диборидов в широком интервале низких температур, включая гелиевые, в периодической печати до последнего времени отсутствовали.

Экспериментальные данные о теплоемкости диборидов РЗЭ в интервале от температур жидкого гелия до комнатных позволяют определить абсолютные значения характеристических термодинамических функций, их стандартные величины.

Изучение последовательного ряда диборидов, обладающих одинаковой кристаллической структурой, позволяет установить закономерности изменения решеточных свойств RB2 с температурой и составом. Характерная для диборидов слоистая структура оказывается пригодной для образования бифулеренов и двухслойных нанотруб [7].



Поэтому приобретают важность исследования энергетических характеристик подрешеток металла и бора, образующих диборидную структуру, на основе анализа экспериментальных калориметрических данных.

Важной особенностью редкоземельных диборидов являются характерные для них ферромагнитные низкотемпературные превращения, особенности протекания которых до последнего времени оставались невыясненными.

Поэтому актуальным является совместное исследование термодинамических и магнитных свойств диборидов РЗЭ в широком интервале низких температур с целью разработки единого подхода для изучения закономерностей изменений решеточных, магнитных и других физических характеристик RB2 с изменением температуры и порядкового номера металла в Периодической системе Д.И.

Менделеева.

Цели и задачи работы.

Целью настоящего исследования являлось выявление связи между особенностями кристаллической структуры диборидов редких земель, их составом и термодинамическими и магнитными свойствами в широком интервале низких температур - от жидкого гелия до комнатных.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих задач:

-синтез, идентификация и контроль качества образцов диборидов;

-экспериментальное определение температурных изменений теплоемкости изучаемых диборидов при температурах 5-300К; расчет температурных зависимостей энтальпии, энтропии, энергии Гиббса;

-разделение полной теплоемкости на электронную, решеточную, магнитную составляющие; расчет и анализ термодинамических характеристик различных вкладов;

-проведение термодинамического анализа аномалий температурных зависимостей теплоемкости, обусловленных фазовыми превращениями;

-экспериментальное определение температурных изменений намагниченности изучаемых диборидов при температурах 2-300К, определение параметров магнитной подсистемы RB2, сопоставление с данными калориметрических исследований.

Объекты исследования.

Объектами исследования в данной работе являются дибориды РЗЭ (TbB2, DyB2, HoB2, ErB2, TmB2, LuB2) с малым содержанием посторонних фаз. Образцы диборидов РЗЭ были синтезированы через промемежуточную гидридную фазу (DyB2, HoB2) и с применением высоких давлений (TbB2, DyB2, HoB2, ErB2, TmB2, LuB2). Содержание посторонних фаз в синтезированных соединениях не превышает 3%.

Научная новизна.

В работе впервые получены следующие научные результаты:

1. Разработаны методы синтеза диброидов РЗЭ через промежуточную гидридную фазу, а также при кратковременном воздействии высоких давлений. Синтезированы дибориды РЗЭ (TbB2, DyB2, HoB2, ErB2, TmB2, LuB2) с малым содержанием посторонних фаз.

2. Впервые определены экспериментальные температурные зависимости теплоемкости диборидов РЗЭ в области 5-300 К, рассчитаны температурные изменения энтальпии, энтропии и энергии Гиббса изучаемых соединений, стандартные значения указанных термодинамических функций, характеристики электронной, магнитной, решеточной подсистем. Подобных систематических исследований до последнего времени не проводилось.

намагниченности РЗ-диборидов в области температур 2-300К, определены величины обменных параметров, парамагнитные температуры Кюри, выявлены закономерности изменений характеристик диборидов с изменением порядкового номера РЗ металла.

Практическая значимость.

Экспериментальные величины теплоемкости диборидов при температурах 5-300К, намагниченности при температурах 2-300К, характеристических термодинамических функций, их стандартных значений, полученные в ходе исследования, могут быть использованы в различных физико-химических расчетах, войдут в справочную литературу.

На защиту выносится следующее:

1. Методы синтеза диборидов РЗЭ (TbB2, DyB2, HoB2, ErB2, TmB2, LuB2).

2. Экспериментальные температурные зависимости теплоемксти диборидов РЗЭ в области 5-300К (TbB2, DyB2, HoB2, ErB2, LuB2).

намагниченности диборидов РЗЭ в области 2-300К (TbB2, DyB2, HoB2, ErB2, TmB2, LuB2).

4. Результаты определения и анализа температурных зависимостей энтальпии, энтропии, энергии Гиббса, дебаевских характеристических температур, температурных изменений решеточного, электронного и магнитного вкладов в термодинамические характеристики изучаемых боридов, расчет стандартных значений термодинамических характеристик.

5. Результаты анализа аномалий термодинамических характеристик диборидов РЗЭ в области магнитных фазовых превращений.

Личный вклад соискателя:

а) разработаны методы синтеза и синтезированы дибориды РЗЭ (TbB2, DyB2, HoB2, ErB2, TmB2, LuB2) через гидридную фазу и с применением высоких давлений, выполнена идентификация образцов на основе данных рентгенофазного, химического и спектрального анализа; б) выполнены низкотемпературные измерения теплоемкости в области 5-300К для диборидов тербия, диспрозия, гольмия, эрбия, лютеция; в) рассчитаны и проанализированы температурные изменения энтальпии, энтропии, энергии Гиббса изучаемых боридов; выделены электронный, решеточный и магнитный вклады в указанные термодинамические характеристики, рассчитаны моменты фононных спектров.

Данные о намагниченности изучаемых диборидов, температурная зависимость теплоемкости диборида эрбия получены совместно с сотрудниками кафедры физики низких температур физического факультета МГУ.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующихвсероссийских и международных конференциях:

Международная конференция "Актуальные проблемы физики твердого тела" 2005, 2007гг. (г.Минск), 9-й Европейский симпозиум по термоанализу и калориметрии, (Краков, 2006), 13-я Всероссиская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2006» (г.Москва), Европейский симпозиум по химии бора и его соединений (Бремен, 2007).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 научных статей в российских и зарубежных реферируемых изданиях, 6 тезисов докладов на конференциях, получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем диссертации.

Диссертация содержит введение, пять глав, заключение, приложения, список литературы из 127 источников, 174 страниц текста, 100 рисунков, 62 таблицы.

Содержание работы Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы. Сформулированы цели, задачи, научная новизна работы, практическая значимость полученных результатов, основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава представляет собой литературный обзор, содержащий современные данные о свойствах диборидов РЗЭ.

В параграфе 1.1. приведены данные о кристаллической структуре диборидов редкоземельных элементов.

Дибориды редкоземельных элементов RB2 изоморфны, имеют кристаллическую структуру AlB2. Гексагональная кристаллическая структура RB2 состоит из чередующихся слоев атомов металла и атомов бора (рис.1.).

Структура типа AlВ2, в которую кристаллизуются дибориды редких земель, образует пространственную группу Ионы металла формируют шестиугольные плотноупакованные слои; относительно меньшие атомы бора – гексагональные слои. Слои упорядочены таким образом, что атомы бора располагаются над гранями треугольников, образованных атомами металла [5, 9, 10].

Рис. 1. Элементарная ячейка МВ2: большие кружки — атомы металла, меленькие кружки - атомы бора.

В параграфе 1.2. приведены электричесие и магнитные данные некоторых диборидов РЗЭ.

Изучению электрических и магнитных свойств диборидов РЗЭ посвящено небольшое количество работ [6, 9-11].

В [1, 12] приводятся лишь данные о эффективных магнитных моментах SmB2: для Т=80К µeff (µB)=1,5, для Т=300К µeff (µB)=2,3-2,4.

В [3, 6, 10, 13] рассматриваются данные по магнитной восприимчивости соединений TbB2, DyB2, HoB2, ErB2 в области температур 5-300К, приводится температурные зависимости намагниченности и обратной магнитной восприимчивости TbB2 и DyB2.(рис.2., 3.).

Для исследуемых диборидов определены температуры Кюри и магнитные моменты, представленные в табл. 1..

Как видно из рисунков и таблицы, все изучаемые РЗ-дибориды характеризуются положительными величинами парамагнитной температуры Кюри, что свидетельствует о ферромагнитном характере упорядочения в их магнитных подсистемах.

Зависимость намагниченности М(Т) для данных соединений имеет сложный характер ниже температуры ферромагнитного перехода. Из заметной полевой зависимости намагниченности авторы [11] делают вывод о сильной магнитной анизотропии этих боридов. Ступенчатый характер температурных зависимостей намагниченности TbB2 и DyB привел авторов [11] к предположению о сложном характере магнитного упорядочения данных соединений в указанном интервале температур.

Для объяснения аномалий зависимостей М(Т) TbB2 был проделан эксперимент по нейтронному рассеянию, результаты которого не подтвердили сделанное предположение.

Таблица 1. Магнитные характеристики некоторых редкоземельных диборидов.

Рис.2. Зависимость намагниченности и обратной магнитной восприимчивости соединения DyB2 в интервале температур 5-300К [6].

Рис.3. Зависимость намагниченности и обратной магнитной восприимчивости соединения TbB2 в интервале температур 5-600К [3].

В работе [9] исследованы температурные зависимости магнитной восприимчивости и удельного сопротивления YbB2 в интервале температур 2-300К. Исследования проведены на образцах, отличающихся методами синтеза. Первый образец был получен спеканием стехиометрической смеси металла и бора в среде аргона при Т=13000С в течении 72 часов, а второй из такой же смеси, но синтез проводился при давлении 6 ГПа, Т=11200С, t=15мин, третий нагревался при давлении 8 ГПа до плавления и кристаллизовался при охлаждении.

а потом в результате охлаждения кристаллизовался.

Экспериментальные зависимости магнитной восприимчивости T) образца, полученного при высоком давлении проявляют аномалию при температуре 5,7К, а полученного при отжиге в среде аргона при нормальном давлении, проявляет аномалию в районе 4,9К.

Экспериментальная зависимость электросопротивления YbB2 от температуры обнаруживает аномалию в районе 5,7К.

Характер экспериментальных зависимостей -1(T) и R(T) YbB также различен. Авторы объясняют это различием технологии природой получения образцов, разной степенью их совершенства.

Рентгеноструктурный анализ [8] синтезированных различными способами образцов показал, что соединение, полученное в результате применения высоких давлений, более однородно и содержит меньшее количество посторонних фаз. Наилучший результат достигнут при давлении 8 ГПа.

Анализируя обратную магнитную восприимчивость -1(T) диборида иттербия, авторами делается вывод, что наблюдаемая аномалия обусловлена антиферромагнитным переходом. В зависимости от метода синтеза температура Неля составляет от TN=5.4K до TN=5.7K.

Электрические и магнитные данные по другим диборидам РЗЭ в литературе отсутствуют.

В параграфе 1.3 приведены диаграммы фазового равновесия двойных систем "редкоземельный металл - бор", температуры и характер плавления диборидных фаз.

Для изучения закономерностей изменений термодинамических и магнитных характеристик диборидов в зависимости от температуры и с изменением порядкового номера металла выбрана замкнутая группа диборидов РЗЭ, включающая в себя SmB2, GdВ2, TbB2, DyB2, HoB2, ErB2, TmB2, YbB2, LuB2. Из этого ряда изоструктурных соединений данные о физикохимических свойствах диборидов самария и гадолиния в периодической печати отсутствуют Согласно [3, 6, 9, 10, 13, 14] дибориды тербия, диспрозия, гольмия, эрбия и тулия при низких температурах испытывают ферромагнитное превращение, диборид иттербия-антиферромагнетик, LuB2 – диамагнетик. Большинство РЗЭ в диборидах избранной группы трёхвалентны, самарий характеризуется смешанной валентностью. Трёхвалентные дибориды обладают металлической проводимостью. Это разнообразие электронных, электрических и магнитных свойств соединений избранной группы при их одинаковой кристаллической структуре делают чрезвычайно интересным и важным комплексное изучение закономерностей их термодинамических и магнитных свойств, на основе данных калориметрических и магнитных измерений в широком интервале температур от гелиевых до комнатных. Выбор методики получения объектов исследования требует рассмотрения диаграмм состояния М-В соответствующих систем. Анализ диаграмм плавкости показал, что диборидные фазы инконгруэнтны, следовательно не могут быть получены из расплава (кроме GdB2 и TbB2), а могут быть синтезированы только из твердой фазы до температур соответствующих солидусов, при превышении которых происходит разрушение данных фаз (кроме GdB2, который ниже температуры солидуса не существует, и, возможно, может быть получен путем закалки от температур выше 12800С).

В параграфе 1.4 рассматриваются термодинамические свойства изучаемых соединений.

Данных о термодинамических свойствах РЗ-диборидов в литературе практически отсутствуют. В [8] указывается температура его разложения DyB2- 2373±50К.

В работе [9], в интервале 2-40К образцов диборида иттербия изучена теплоемкость соединения YbB2 при различных методах синтеза образца (при спекании стехиометрической навеки металла и бора и при плавлении под давлением 8ГПа), величины характеристической температуры составили 348,5К и 338,5К, коэффициент электронной теплоемкости 7 и 18 мДж/моль K2 первого и второго образцов соответственно. Аномалия теплоемкости в районе Т=5,7К с учетом антиферромагнитным превращением в YbB2.

Сложный характер температурных зависимостей параметров решетки диборидов РЗЭ в интервале 5-300К свидетельствует о наличии фазовых переходов изучаемых соединений [15].

Проведенный анализ результатов исследований свойств редкоземельных диборидов свидетельствует лишь о начальном этапе изучения соединений этого класса.

Различные методы синтеза RB2, описанные в немногочисленных работах, позволяют получить образцы диборидов с неконтролируемым содержанием посторонних фаз. Заслуживает внимания метод синтеза с применением высоких давлений и температур, однако его реализация требует специального оборудования и оснастки. В этой связи представляет интерес разработка более простой и достаточно надежной методики получения однофазных образцов RB2 при более низких температурах, а также, возможно, с применением меньших давлений в течении более короткого промежутка времени.

Специфическая структура РЗ -диборидов делает привлекательной эту группу соединений для исследования особенностей их решеточных свойств, практически совершенно не изученных. Исследование температурной зависимости теплоемкости последовательного ряда RB позволит выявить закономерности влияния тепловых колебаний относительно более массивных атомов в подрешетках металла и легких, сильно связанных атомов в подрешетке на теплоемкость диборидов на различных участках низкотемпературного интервала.

Ферромагнитные превращения в РЗ–диборидах проявляются аномалиями на температурных зависимостях их теплоемкости. Анализ этих аномалий позволит выявить особенности магнитных подсистем RB2, закономерности их изменений в ряду диборидов. Исследование намагниченности диборидов в широком интервале температур, включающем температуры магнитных превращений, будет способствовать пониманию процессов, происходящих в магнитных подсистемах RB2 при изменении температуры.

Во второй главе изложена методика синтеза и идентификации объектов исследования.

Образцы диборидов гольмия и диспрозия синтезированы через промежуточную гидридную фазу. Порошок металла нагревался в струе очищенного аргона до температуры 9000 С. Далее к аргону подмешивался водород, полученный электролизом раствора NaOH на никелевых электродах. В этих условиях образец выдерживался минут, после чего температура печи понижалась до 1000 С в течение двух часов. Затем полученный гидрид охлаждался в струе аргона.

Таблетка из шихты гидрида и элементарного бора, спрессованная под давлением 0,8 ГПа, подвергалась отжигу в молибденовом тигле в атмосфере аргона при температуре 12000 С в течение 8 часов. После первого отжига рентгенограмма образца содержала рефлексы тетраборидной и диборидной фаз.

На втором этапе к синтезированному образцу, содержащему, в основном, тетрабоид металла, добавлялся гидрид. Второй отжиг проводился в тех же условиях, что и первый, в течение 2,5 - 3 часов, после чего на рентгенограмме практически отсутствуют рефлексы посторонних фаз.

Синтез остальных диборидов (TbB2, ErB2, TmB2, LuB2) осуществлялся с применением высоких давлений. Из смеси порошка металла и элементарного бора под давлением 0,5-1 ГПа прессовалась цилиндрическая заготовка диаметром 8-10 мм и высотой 5 мм. Синтез осуществлялся в устройстве высокого давления типа наковальни с углублениями при давлении 3,5 ГПа, температуре 14000 С и времени выдержки 10 минут. Синтезированный под высоким давлением образец имел значительное количество посторонних фаз.

На втором этапе для уменьшения содержания посторонних фаз образец был подвергнут дополнительному гомогенизирующему отжигу в среде аргона при температуре 12000 С в течение 2,5 часа.

По данным рентгенографического, пикнометрического и химического анализа суммарное содержание посторонних фаз в синтезированных диборидах по нашим оценкам не превышает 3%.

Положение рентгеновских рефлесов соответствовало данным картотеки ASTM для МВ2, пикнометрическая плотность составила около 94%, молярное отношение содержания металла и бора составило 1,00-1,06: молей.

Третья глава посвящена экспериментальному изучению температурной зависимости теплоемкости диборидов РЗЭ в области температур 5-300К.

Измерения теплоемкости синтезированных образцов диборидов в области 5 - 300 К выполнены в адиабатическом вакуумном калориметре с периодическим нагревом, а также на квазиадиабатическом калориметре фирмы ”Термис” Измерение температуры в ходе калориметрического опыта осуществлялось германиевым термометром ТСГ-1 (5 - 20 К) с погрешностью 0.05 К и образцовым платиновым термометром ТСПН-5 (15 - 300 К) с погрешностью 0.01 К. Термометры изготовлены и проградуированы во ВНИИФТРИ. Погрешность измерения теплоемкости при температурах 5 -20 К не превосходит 1 %, при более высоких температурах - около 0.6%. В области фазового превращения погрешность может достигать нескольких процентов.

Экспериментальные температурные зависимости молярных теплоемкостей изучаемых диборидов РЗЭ представлены на рис.4.

cp, Дж/мольK Рис.4. Теплоемкость диборидов тербия (1), диспрозия (2), гольмия (3), эрбия (4), лютеция (5). Точки – экспериментальные данные;

сплошные кривые – решеточная составляющая теплоемкости.

Как видно из рисунков, на зависимостях cp(T) отчетливо проявляется ряд особенностей.

Достаточно широкий острый максимум при температуре 143,28±0,1 К соответствует, очевидно, ферромагнитному превращению в дибориде тербия [10]. Размытый максимум при температурах около 40 К может быть обусловлен особенностями решеточной составляющей теплоемкости диборида тербия, а также возможным вкладом Шоттки.

Выяснение природы этой аномалии требует дополнительных исследований.

На кривой сp(T) диборида диспрозия отчетливо проявляется ряд аномалий: размытый максимум в области 20 К и два резких максимума при температурах 47,8К и 178,8К. В [10] говорится о ферромагнитной высокотемпературного максимума остается неясной. Он может быть обусловлен влиянием небольшого количества примесей в данном соединении, а также возможным структурным превращением.

Для диборидов гольмия и эрбия также наблюдаются максимумы теплоемкостей при температурах 8,2К и 12,8К соответственно, имеющие ферромагнитную природу [10], а также размытые максимумы вблизи 30К и 50К, природа которых также требует дальнейшего изучения.

Кривая теплоемкости сp(T) диамагнитного диборида лютеция, как и следовало ожидать, гладкая, что свидетельствует об отсутствии фазовых превращений в LuB2. В районе 60К наблюдается размытая аномалия сp(T), очевидно обусловленная особенностями динамики решетки LuB в данном интервале температур.

Для всех исследуемых соединений относительно небольшая величина молярной теплоемкости вблизи комнатных температур по сравнению с дюлонговской свидетельствует о высоких значениях дебаевских температур диборидов, характерных для боридов РЗЭ.

Рассчитаны температурные изменения полных величин энтальпии H T, энтропии ST, свободной энергии Гиббса GТ изучаемых диборидов при температурах 0-300К, их стандартные значения. С ростом порядкового номера металла имеет место незначительное, близко к линейному, снижение стандартных значений энтальпии RB2 и более сложное поведение энтропии (с максимумом) и энергии Гиббса (с минимумом). Так как массы металлических атомов в изученных диборидах, а так же параметры решетки RB2 отличаются незначительно, следует, очевидно, ожидать близкие величины решеточного вклада в термодинамические характеристики диборидов. Поэтому отмеченные выше особенности, очевидно, главным образом связаны с поведением магнитных подсистем RB2.

Четвертая глава посвящена экспериментальному изучению намагниченности диборидов РЗЭ в области температур 2-300К.

Температурные и полевые зависимости намагниченности образцов исследовались на СКВИД - магнитометре фирмы “Quantum Design” (Magnetic Property Measurement System MPMS XL 5). Этот прибор позволяет проводить измерения в полях Н < 5T. Однородность распределения поля составляет 0.01 %, стабильность температуры составляет ~ 0.5 %.

Намагниченность М(Т) образцов диборидов тербия, диспрозия, гольмия, эрбия и тулия экспериментально изучена в области 2 – 300 К.

Экспериментальные температурные зависимости относительной молярной намагниченности диборидов приведены на рис. 5.

Рис. 5. Экспериментальные температурные зависимости относительной намагниченности (1-TbB2; 2-DyB2; 3-HoB2; 4-ErB2) По экспериментальным данным намагниченности рассчитанны и проанализированы температурные изменения обратной величины магнитной восприимчивости удовлетворяет закону Кюри-Вейсса лишь в самой верхней части изученного температурного интервала – при 250 – 300 К. Обращает на температур выше Т m - в интервале 140 – 250 К. Значительное отклонение от линейной зависимости свидетельствуют о присутствии ферромагнитной фазы, что коррелирует с поведением магнитной составляющей теплоемкости. Для диборида диспрозия максимумов теплоемкости Tm, Tm. Низкотемпературная аномалия, очевидно, обусловлена переходом «ферромагнетик-парамагнетик».

Природу высокотемпературной аномалии предстоит выяснить.

Линейное изменение - 300 К. Для оединения НоB2 закон Кюри-Вейсса для НоB2 справедлив в большей части изученного температурного интервала. Зависимость 1 (Т ) ErB2 и TmB2. имеет довольно сложный характер, закон КюриВейсса выполняется лишь в самом конце изучаемого температурного интервала.

На основании магнитных измерений определены парамагнитные температуры Кюри, точки Кюри, а так же подсчитаны эффективные магнитные моменты изучаемых соединений (табл. 2.) Таблица 2. Магнитные характеристики редкоземельных диборидов.

Пятая глава посвящена анализу фононной и магнитной подсистем редкоземельных диборидов по калориметрическим и магнитным данным.

Полная теплоемкость диборидов магнитных РЗЭ представляет собой сумму различных вкладов, сложным образом зависящих от температуры.





Похожие работы:

«САЛИХОВ Ренат Баязитович ЭЛЕКТРОННЫЙ ТРАНСПОРТ В ГЕТЕРОСТРУКТУРАХ НА ОСНОВЕ ШИРОКОЗОННЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ 01.04.07 - физика конденсированного состояния Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Уфа – 2011 Работа выполнена в Башкирском государственном педагогическом университете им. М.Акмуллы. Научный консультант : доктор физико-математических наук, профессор Лачинов Алексей Николаевич Официальные оппоненты : доктор...»

«Макальская Екатерина Владимировна ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МНОГООСЕВЫХ МЕХАТРОННЫХ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ ГОЛОВОК ДЛЯ ТОКАРНЫХ И РАСТОЧНО-ФРЕЗЕРНЫХ ОБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕНТРОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В МЕТАЛЛООБРАБОТКЕ ДЕТАЛЕЙ В АВТОМОБИЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Специальность 05.03.01 Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва - 2009 Диссертационная Работа выполнена в Московском...»

«УДК 519.95 КАЛИНИН Олег Михайлович МАТЕМАТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ И КВАНТОВАНИЕ. ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД, НЕРВНЫЙ ИМПУЛЬС, ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА 01.01.09 Дискретная математика и математическая кибернетика АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Санкт-Петербург 2005 Работа выполнена на кафедре Теории управления факультета Прикладной математики–процессов управления Санкт-Петербургского...»

«Таова Альбина Адальбиевна Формирование коммуникативной компетентности студентов- будущих юристов в образовательном процессе современного вуза Специальность 13.00.08 – теория и методика профессионального образования АвтореФерАт диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук владикавказ - 2011 работа выполнена в ГоУ вПо Северо-осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова Научный руководитель : доктор педагогических наук, профессор Тахохов...»

«КОНЕВ Евгений Викторович НЕМЦЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ В 1940 – 1990-е гг. (на материалах Кемеровской, Новосибирской и Томской областей) Специальность 07.00.02 – отечественная история АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата исторических наук Томск–2002 2 Работа выполнена на кафедре истории и документоведения историче ского факультета Томского го сударственного университета Научный руководитель : доктор историче ских наук,...»

«ТОЛПЕГИН Павел Владимирович АВТОМАТИЧЕСКОЕ РАЗРЕШЕНИЕ КОРЕФЕРЕНЦИИ МЕСТОИМЕНИЙ ТРЕТЬЕГО ЛИЦА РУССКОЯЗЫЧНЫХ ТЕКСТОВ Специальность 05.13.17 – Теоретические основы информатики АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва – 2008 Работа выполнена в Вычислительном центре им. А.А. Дородницына Российской академии наук, отдел математических проблем распознавания и методов комбинаторного анализа Научный руководитель : доктор...»

«Каримов Руслан Халикович УБЫВАНИЕ НА БЕСКОНЕЧНОСТИ РЕШЕНИЙ КВАЗИЛИНЕЙНЫХ ЭЛЛИПТИЧЕСКИХ И ПАРАБОЛИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ В НЕОГРАНИЧЕННЫХ ОБЛАСТЯХ 01.01.02 – дифференциальные уравнения, динамические системы и оптимальное управление АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Казань – 2011 Работа выполнена в ГОУ ВПО ”Стерлитамакская государственная педагогическая академия им. Зайнаб Биишевой”, ГАНУ ”Институт прикладных исследований”...»

«Хрынина Елена Игоревна ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ И КРИТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЖИДКИХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ 01.04.14 – Теплофизика и теоретическая теплотехника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Ставрополь – 2006 Работа выполнена на кафедре медицинской и биологической физики Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Ставропольская государственная медицинская академия Научный руководитель :...»

«УДК 551.509.314(215 – 17) Борисова Алла Семеновна СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ПРОГНОЗ ЕСТЕСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ПОЛЕЙ ГЕОПОТЕНЦИАЛА ПОВЕРХНОСТИ 500 ГПА В СЕВЕРНОМ ПОЛУШАРИИ Специальность 25.00.30 – метеорология, климатология, агрометеорология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Санкт – Петербург 2007 2 Диссертация...»

«Шмаков Роман Александрович СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ УПРАВЛЯЮЩЕЙ ПОДСИСТЕМЫ В СИСТЕМЕ АНТИКРИЗИСНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫМ ПРЕДПРИЯТИЕМ Специальность 08.00.05 – Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами – промышленность) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Ижевск – 2004 Диссертационная работа выполнена в Пермском филиале Института экономики Уральского...»

«ПРОКОПИШИНА Наталья Анатольевна ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ НАЦИОНАЛЬНОГО МЕНТАЛИТЕТА РОССИИ И США: КОМПАРАТИВНЫЙ АНАЛИЗ Специальность 09.00.11. - социальная философия АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата философских наук Новочеркасск - 2003 Работа выполнена на кафедре культурологии и дизайна Новочеркасского Государственного Технического Университета Научный руководитель : кандидат философских наук, доцент Лукичев Павел Николаевич Официальные...»

«ОПАНАСЕНКО Пётр Иванович ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ВЫСОКОУСТУПНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВСКРЫШНЫХ РАБОТ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЫЕМОЧНО-ПОГРУЗОЧНЫХ ДРАГЛАЙНОВ ПРИ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ РАЗРАБОТКИ Специальность 25.00.22 - Геотехнология (подземная, открытая и строительная) Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Москва, 2010 1    Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии Национальный научный центр горного производства –...»

«МУРАВЬЕВ Федор Александрович ЛИТОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРМСКИХ МАРКИРУЮЩИХ КАРБОНАТНЫХ ГОРИЗОНТОВ РТ 25.00.06 – Литология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук КАЗАНЬ – 2007 Работа выполнена на кафедре общей геологии и гидрогеологии, кафедре минералогии и петрографии геологического факультета, в научноисследовательской лаборатории физики минералов и их аналогов (ФМА) Казанского государственного университета...»

«Афанасьева Валентина Ивановна ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ УПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МОДИФИКАЦИИ МЕТОДОВ ЛЯПУНОВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ДВУХ МЕР Специальность 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2011 Работа выполнена в отделе нелинейного анализа и проблем безопасности Учреждения Российской академии наук Вычислительный центр им. А.А. Дородницына...»

«Нагаев Дмитрий Олегович ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОПУСКОВ КОНСТРУКТИВНЫХ СЛОЕВ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИХ ЗАДАННОГО ВЫСОТНОГО ПОЛОЖЕНИЯ Специальность: 05.23.11 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Омск - 2011 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ) – доктор технических...»

«ИСТОМИН ЕВГЕНИЙ АНДРЕЕВИЧ АВИАЦИОННЫЙ ГТД В СИСТЕМЕ ПОЖАРОТУШЕНИЯ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ И ДАЛЬНОСТИ ДЕЙСТВИЯ Специальность 05.07.05 Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Москва – 2012 Работа выполнена в Московском авиационном институте (национальном исследовательском университете) Научный руководитель : д.т.н., профессор Лепешинский Игорь Александрович Официальные...»

«Зайцева Мария Игоревна ОБОСНОВАНИЕ НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ ПОРУБОЧНЫХ ОСТАТКОВ В КОМПОНЕНТ СУБСТРАТА ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ СЕЯНЦЕВ С ЗАКРЫТОЙ КОРНЕВОЙ СИСТЕМОЙ 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Петрозаводск - 2010 Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Петрозаводский государственный университет Научный...»

«ДВОЯШКИНА Камила Наримановна ПОДГОТОВКА СПЕЦИАЛИСТОВ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА В АНГЛИЙСКОМ КОЛЛЕДЖЕ 13.00.01 - общая педагогика, история педагогики и образования Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Казань - 2003 Диссертация выполнена в лаборатории сельскохозяйственных техникумов и колледжей Института среднего профессионального образования Российской академии образования. Научный руководитель - Доктор педагогических наук,...»

«Платонова Анастасия Валерьевна ПРОБЛЕМА ОТВЕТСТВЕННОСТИ В ФИЛОСОФИИ ТЕХНИКИ (ИСТОРИКО-ФИЛОСОФСКАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ) 09.00.03 – история философии АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата философских наук Томск 2007 2 Работа выполнена на кафедре истории философии и логики философского факультета ГОУ ВПО Томский государственный университет Научный руководитель : доктор философских наук, профессор Найман Евгений Артурович Официальные оппоненты : доктор...»

«КОСТАРЕВА Татьяна Викторовна ПРОГНОЗ ЭКСТРЕМАЛЬНО ВЫСОКИХ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ДЛЯ КРУПНЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ РЕГИОНОВ (НА ПРИМЕРЕ УРАЛЬСКОГО РЕГИОНА) Специальность 25.00.30 Метеорология, климатология, агрометеорология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук Санкт – Петербург 2011 2 Работа выполнена в Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова Научный руководитель : доктор географических наук Сонькин Лев Рахмилович...»






 
2014 www.av.disus.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.