ТВЁРДЫЙ РАСТВОР НА ОСНОВЕ ВИСМУТИДОВ GD5BI3 И DY5BI3.

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к твердым paстворам на основе висмутидов Gd5BiЗDy5BiЗ с общей формулой Gd5-xDyxBiy (х= 0.5-4.5), которые могут быть использованы как магнитные материалы в криогенной технике.
Твердые растворы получают смешиванием порошка висмутида Gd5BiЗ и висмутида Dy5BiЗ в молярном соотношении, (0.9-01): (0.1-0.9). Смесь прессуют в таблетку и проводят ее нагрев до 1623±50 К в вакууме при остаточном давлении до 1,З3∙10-2 Па с выдержкой в течение 3±0.5 ч.
Твердые растворы кристаллизуются в ромбической сингонии типа Y5BiЗ. Парамагнитная температура Кюри твердых растворов составляет 85-208 К.

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к твердым paстворам на основе висмутидовGd5BiЗDy5BiЗ с общей формулой Gd5-xDyxBiy (х= 0.5-4.5), которые могут быть использованы как магнитные материалы в криогенной технике.
Известно, что соединения редкоземельных элементов иттриевой подгруппы с висмутом состава Ln5Bi3 (Ln= Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Lu) про-являют магнитные свойства [1, 2].При этом среди висмутидов редкоземельных элементов высокую парамагнитную температуру Кюри (270 К) показывает Gd5BiЗ.Dy5BiЗ, в отличие от Gd5BiЗ, имеет относительную низкую парамагнитную температуру Кюри, которая составляет 75К [1].
Целью данного изобретения является получение на основе висмутидовGd5BiЗ и Dy5BiЗ твердых растворов Gd5-xDyxBi3 (х= 0.5-4.5;),магнитных материалов, парамагнитная температура Кюри которых была бы существенно выше, чем у Dy5BiЗ.
Для достижения указаннойцели на основе висмутидовGd5BiЗи Но5BiЗприготавливают твердые растворы состава.Gd5-xНоxBiy (х= 0.5-4.5).Висмутиды Gd5BiЗ иDy5BiЗ являются изоструктурными соединениями и кристаллизуются в ромбической сингонии типа Y5Bi3 [3] (табл. 1).
Твердые растворы указанных составов получают следующим образом. Порошки висмутидов Gd5BiЗи Dy5BiЗ смешивают в стехиометрическом соотношении, (0.9-01): (0.1-0.9),прессуют в таблетку и помещают в герметичный молибденовый тигель. Затем тигель с веществом нагревают (со скоростью 80 град/мин. в вакуумированной среде (до 1,З3∙10-2 Па) от комнатной температуры до 1623±50 К и при этой температуре выдерживают 3±0.5 ч. После чего печь выключают и тигель с веществом охлаждают до комнатной температуры.
Твердые растворы составов Gd5-xDyxBi3(х= 0.5-4.5), синтезируются при одном и том же оптимальном температурном и временном режиме, т.е. при 1623±50 К и времени выдержки 3±0.5ч.
Получение твердых растворов иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. При получении твердого раствора состава Gd4.5Dy0.5Bi3в количестве 10г, в соотношении мольных долей Gd5BiЗ и Dy5BiЗ как 0.9: 0.1, 8.9830 г порошка Gd5BiЗ смешивают с 1.0170 г порошка Dy5BiЗ. Затем смесь прессуют в таблетку и загружают в герметичный тигель из молибдена. Нагрев тигля с таблеткой от комнатной температуры до 1623±50 К осуществляют в вакууме 1.33∙10-2 Па и выдерживают при этом 3±0.5ч. После этого печь и тигель с таблеткой охлаждают до комнатной температуры.
Пример 2.При получении твердого раствора состава Gd2.5Dy2.5Bi3в количестве 15г, в соотношении мольных долей Gd5BiЗи Dy5BiЗкак 0.5: 0.5,
7.431 г порошкаGd5BiЗ смешивают с 7.569 г порошка Dy5BiЗ. Затем смесь прессуют в таблетку и загружают в герметичный тигель из молибдена. Нагрев тигля с таблеткой от комнатной температуры до 1623±50 К осуществляют в вакууме 1.33∙10-2 Па и выдерживают при этом 3±0.5ч. После этого печь и тигель с таблеткой охлаждают до комнатной температуры.
Пример3. При получении твердого раствора состава Gd1.5Dy3.5Bi3в количестве 20г, в соотношении мольных долей Gd5BiЗи Dy5BiЗкак 0.3:07,
5.923 г порошка Gd5BiЗ смешивают с 14.077 г порошка Dy5BiЗ. Затем смесь прессуют в таблетку и загружают в герметичный тигель из молибдена. Нагрев тигля с таблеткой от комнатной температуры до 1623±50 К осуществляют в вакууме 1.33∙10-2 Па и выдерживают при этом 3±0.5ч. После этого печь и тигель с таблеткой охлаждают до комнатнойтемпературы.
Кристаллохимические характеристики полученных твердых растворов приведены в табл. 1. Установлено, что антимонидGd5BiЗ и висмутидDy5BiЗ образуют между собой непрерывный ряд изоструктурных твердых растворов замещения, кристаллизующихся в ромбической сингонии типаY5Bi3.
Как видно из данных табл. 2. парамагнитная температура Кюри твердых растворов Gd5-xDyxBi3 (х= 0.5-4.5), выше температуры Кюри Dy5BiЗ. При этом наибольшее значение температуры Кюри (220 К) показывает твердый раствор Gd4.5Dy0.5Bi3.
Таким образом, на основе висмутидов Gd5BiЗи Dy5BiЗ получены новые магнитные материалы -твердые растворы Gd5-xDyxBi3(х= 0.5-4.5).

1. Рахимов Х.А., Абулхаев В.Д., Убайдов С.О. Магнитные свойства висмутидов состава Ln5Bi3 (Ln = Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Lu) / Материалы Меж
дународной конференции: «Комплексные соединения и аспекты их применения» Душанбе: из-во Эр-гр. 2013. с. 91-93.
2. Рахимов, Х.А. Синтез и магнитные свойства сплавов системы Gd5Bi3-Dy5Bi3/Х.А. Рахимов, В.Д. Абулхаев, С.О.Убайдов// Материалы республиканской научной конференции на тему «Химия, технология и экология воды», посвященная году «Сотрудничество по водной проблеме» и 55-летию кафедры «Общая и неорганическая химия»ТГПУ им. С.Айни. Душанбе, -2013. - С. 17-18.
3. Wang V., Gabe E.J., Calvert L.D., Taylor J.B. The crystal structure of Y5Bi3 and its relation to the Mn5Si3 and the Yb5Sb3 type structure // Acta Cryst. - 1976.-V.B.32. - Pt.5. - Р. 1440-1445.