Experimental study of Hf-Cu-Sn ternary system at 870 K

Л. Ромака; В.В. Ромака; Ю. Стадник; А. Горинь

doi:10.15330/pcss.25.3.485-491

Автор(и)

Л. Ромака Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
В.В. Ромака Інститут дослідження твердого тіла ім. Лейбніца, Дрезден, Німеччина
Ю. Стадник Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна
А. Горинь Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.25.3.485-491

Ключові слова:

інтерметаліди, фазові діаграми, рентгенівська дифракція, кристалічна структура, електричні властивості

Анотація

Взаємодію гафнію з купрумом і станумом досліджено при 870 K у повному інтервалі концентрацій методами рентгенівського аналізу і скануючої електронної мікроскопії. За температури дослідження в системі Hf-Cu-Sn утворюються три тернарні сполуки: HfCuSn (стр. тип LiGaGe), HfCu₅Sn₂ (стр. тип HfCu₅Sn₂) і Hf₅CuSn₃ (стр. тип Hf₅CuSn₃). Нова тернарна сполука HfCu₅Sn₂ кристалізується в просторовій групі P6₃/mmc з періодами гратки a = 0.42959(7) нм, с = 1.54165(4) нм. Електротранспортні властивості засвідчують металічний тип провідності для всіх досліджених тернарних сполук. Розрахунки DFT використані для оцінки хімічного зв’язку, еластичних і фізичних властивостей тернарних фаз.

Посилання

M. Uysal, T. Cetinkaya, M. Kartal, A. Alp, H. Akbulut, Production of Sn-Cu/MWCNT composite electrodes for Li-ion batteries by using electroless tin coating, Thin Solid Films, 572, 216 (2014); https://doi.org/10.1016/j.tsf.2014.08.019.

N. Jeong, E. Jwa, C. Kim, J.Y. Choi, J. Nam, S. Park, M. Jang, Direct synthesis of carbon nanotubes using Cu-Sn catalyst on Cu substrates and their corrosion behavior in 0.6 M NaCl solution, Appl. Surface Sci., 423, 283 (2017); https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.06.021.

B. Zhang, Y.G. Chen, H.B. Guo, Effects of annealing on structures and properties of Cu-Hf-Al amorphous thin films, J. Alloys Compd. 582, 496 (2014); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2013.07.190.

Yu.V. Stadnyk, L.P. Romaka, Phase equilibria in the Hf-Ni-Sn ternary system and crystal structure of the Hf2Ni2Sn compound, J. Alloys Compd. 316, 169 (2001); https://doi.org/10.1016/S0925-8388(00)01036-7.

L. Romaka, Yu.V. Stadnyk, O.I. Bodak, Ternary Hf-Co-Sn system, J. Alloys Compd. 317-318, 347 (2001); https://doi.org/10.1016/S0925-8388(00)01428-6.

N. Melnychenko-Koblyuk, V.V. Romaka, L. Romaka, Yu. Stadnyk, Interaction between the components in the {Zr, Hf}-Ag-Sn ternary systems, Chem. Met. Alloys, 4, 234 (2011); https://doi.org/10.30970/cma4.0197.

R.V. Skolozdra, L.P. Romaka, L.G. Alselrud, G.А. Melnik, Ya.T. Таtomir, New phases of MgAgAs, LiGaGe and TiNiSi structural types containing d- and p-elements, Neorg. Mater. 35(4), 1 (1999).

J.C. Shuster, M. Naka, T. Shibayanagi, Crystal structure of CuSn3Ti5 and related phases, J. Alloys Compd. 305, L1 (2000); https://doi.org/10.1016/S0925-8388(00)00737-4.

T.B. Massalski, Binary Alloy Diagrams, ASM, Metals Park, OH, (USA, 1990).

S. Fürtauer, D. Li, D. Cupid, H. Frandorfer, The Cu-Sn phase diagram, Part I: New experimental results, Intermetallics, 34, 142 (2013); https://doi.org/10.1016/j.intermet.2012.10.004.

J. Rodriguez-Carvajal. Recent developments of the program FullProf. Commission on Powder Diffraction. IUCr Newsletter, 26, 12 (2001); http://www.iucr.org/iucr-top/comm/cpd/Newsletters/.

Elk, Program package; http://elk.sourceforge.net/.

J.P. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Generalized gradient approximation made simple, Phys. Rev. Lett., 77, 3865 (1996); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.77.3865.

K. Momma, F. Izumi. "VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data", J. Appl. Crystallogr., 44, 1272 (2011); https://doi.org/10.1107/S0021889811038970.

A. Gulans, S. Kontur, C. Meisenbichler, D. Nabok, P. Pavone, S. Rigamonti, S. Sagmeister, U. Werner, C. Draxl, Excitinga full-potential all-electron package implementing density-functional theory and many-body perturbation theory, J. Phys.: Condens. Matter, 26, 363202 (2014); https://doi.org/10.1088/0953-8984/26/36/363202.

R. Golesorkhtabar, P. Pavone, J. Spitaler, P. Puschnig, C. Draxl, ElaStic: A tool for calculating second-order elastic constants from first principles, Comp. Phys. Commun., 184, 1861 (2013); https://doi.org/10.1016/j.cpc.2013.03.010.

J.P. Perdew, A. Ruzsinszky, G.I. Csonka, O.A. Vydrov, G.E. Scuseria, L.A. Constantin, X. Zhou, K. Burke, Restoring the Density-Gradient Expansion for Exchange in Solids and Surfaces, Phys. Rev. Lett. 100, 136406 (2008); https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.100.136406.

N. Melnychenko-Koblyuk, L. Romaka, L. Akselrud, V.V. Romaka, Yu. Stadnyk, Interaction between components in Hf-Cu-Sb ternary system at 770 K, J. Alloys Compd., 461, 147 (2008); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2007.07.012.

E.I. Gladyshevskii, O.I. Bodak, V.I. Yarovets, Y.K. Gorelenko, R.V. Skolozdra, Studies in crystalline structure and magnetic susceptibility of the R2Fe4Si9 and RFeSi3 (R=Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) compounds, Ukr. Fiz. Zh. 23, 77 (1978).

G.V. Samsonov, Mechanical Properties of the Elements Handbook of the physicochemical properties of the elements, (New York, USA, 1968).

S.F. Pugh. Relations between the elastic moduli and the plastic properties of polycrystalline pure metals, Philos. Mag. A, 45, 823 (1954); https://doi.org/10.1080/14786440808520496.