Maria Dorogova
"Synteza i wybrane własności nowego wodorku YMn₂H₆"

Promotor: doc. dr hab. Stanisław M. Filipek

Praca wykonana w latach 1999-2004.
Obrona 2 lutego 2005r.

Streszczenie

Celem pracy było zbadanie możliwości otrzymania nowych wodorków na osnowie związku międzymetalicznego YMn2 o stężeniu zbliżonym do wyznaczonej teoretycznie wartości maksymalnej. W przypadku pomyślnej syntezy przewidziano możliwie dokładne opisanie własności nowych wodorków.
YMn2 krystalizuje w postaci regularnej fazy Lavesa C15. Znane dotychczas wodorki YMn2Hx (0 ≤ x ≤ 3.5) zachowują wyjściową strukturę krystalograficzną o powiększonych parametrach sieciowych; natomiast dla YMn₂H_x (4 ≤ x ≤ 4.5) występuje dystorsja romboedryczna. Spodziewaliśmy się, że nowy wodorek, podobnie jak wszystkie wodorki faz Lavesa uzyskane dotychczas metodą wysokociśnieniową w naszym Zakładzie, będzie miał strukturę pochodną od C15. Rzeczywiście, jeden z otrzymanych przeze mnie wodorków (YMn₂H₅) zachowuje wyjściową strukturę. Tymczasem drugi wodorek (YMn₂H₆), zupełnie nieoczekiwanie, ma całkowicie nową strukturę krystalograficzną wytworzoną w wyniku gruntownej zmiany położeń zarówno atomów itru jak i manganu. Najlepsze dopasowanie otrzymano dla struktury zakładającej istnienie 2 różnych położeń atomów Mn (Mn1 i Mn2). Badania metodą dyfrakcji neutronów pozwoliły na określenie położeń atomów deuteru; stwierdzono, że deuter nie zajmuje luk międzywęzłowych, a tworzy oktaedry wokół atomów Mn2. Atomy Mn1 wspólnie z atomami Y obsadzają położenia 8c w sposób nieuporządkowany.
Wyznaczono zależności objętości molowych od ciśnienia hydrostatycznego dla czystego związku międzymetalicznego i jego wodorków. Badania przeprowadzone z użyciem kowadełek diamentowych wykazały dla deuterków YMn₂D_1.15 i YMn₂D₂ możliwość rozdzielenia faz deuterkowych na 2 fazy - bogatą i ubogą w deuter.
YMn₂H₆ wykazał się duża stabilnością ciśnieniową oraz termiczną. Stabilność ta może być wyjaśniona zmianą typu wiązań atomowych. Z pomiarów magnetycznych wywnioskowano, że oktaedryczna sieć atomów deuteru przeciwdziała powstawaniu uporządkowania magnetycznego dalekiego zasięgu.
Większość wyników została opublikowana w dwóch artykułach w Solid State Communications oraz w Journal of Alloys and Compounds, trzeci artykuł został przyjęty do druku w Journal of Solid State Chemistry.