ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ НА ОСНОВЕ АНТИМОНИДА ГАДОЛИНИЯ И ВИСМУТИДА ИТТЕРБИЯ.

Изобретение относится к новым химическим со-единениям, а именно к твердым растворам на ос-нове антимонида Gd4Sb3 и висмутида Yb4Bi3 с об-щей формулой Gd4-xSb3-yYbxBiy (x= 0.4-3.6; у = 0.3-2.7). Они могут быть использованы как магнитные материалы в криогенной технике.
Твердые растворы получают смешиванием порошка антимонида Gd4Sb3 и висмутида Yb4Bi3 в молярном соотношении (0.9-01):(0.1-0.9). Смесь прессуют в таблетку и проводят ее нагрев до 1350±50 К в вакууме при оста¬точном давлении 1.33-10-2 Па с выдержкой в течение 4-5 ч.
Твердые растворы кристаллизуются в куби-ческой сингонии типа aнти-Th3P4. Парамагнитная температура Кюри твердых растворов составляет 26-158 К.

Изобретение относится к химическим соединениям - к твердым растворам на основе антимонида Gd4Sb3 и висмутида Yb4Bi3 с общей формулой Gd4-xSb3-yYbxBiy (x= 0.4-3.6; у = 0.3-2.7).
Антимонид празеодима -Yb4Bi3 при комнат-ной температуре является парамагнетиком с относительно низкой парамагнитной температурой Кюри, равной 16 К. Относительную высокую парамагнитную температуру Кюри (235 К) показывает антимонид Gd4Sb3 [1]. Указанные соединения изоструктурны и кристаллизуются в кубической структуре типа анти-ТhзР4 [2]
На основе Gd4Sb3 и Yb4Bi3 возможно создание новых магнитных материалов с повышенными парамагнитными температурами Кюри
Цель изобретения -синтез на основе антимонида Gd4Sb3 и висмутида Yb4Bi3 твердых растворов Gd4-xSb3-yYbxBiy (x= 0.4-3.6; у = 0.3-2.7) -магнитных материалов, парамагнитная темпера-тура Кюри которых была бы существенно выше, чем у Yb4Bi3. Данное изобретение аналогов не имеет.
Для достижения цели на основе антимонида Gd4Sb3 и висмутида Yb4Bi3 приготавливают твердые растворы состава Gd4-xSb3-yYbxBiy (x= 0.4-3.6; у = 0.3-2.7).
Для получения гомогенных твердых растворов указанных составов порошки антимонида Gd4Sb3 и висмутида Yb4Bi3 смешивают в стехиометрическом соотношении, (0.9-01): (0.1-0.9), прессуют в таблетку и помещают в герметичный молибденовый тигель. Затем тигель с веществом подвергают нагреву в вакуумированной среде (до 1,33-10-2 Па) от комнатной температуры до 1350±50°С и при этой температуре выдерживают 4-5 ч. После это печь выключают и тигель с веществом охлаждают до комнатной температуры.
Установлено, что скорость нагрева и охлаждения не играет существенной роли при синтезе твердых растворов. Существенное значение при синтезе имеют конечная температура синтеза, и время выдержки реакционной смеси при этой температуре. Так, при продолжительности менее 2-3 ч. не достигается полной гомогенизации продукта, а продолжительность синтеза более 5 ч. не имеет смысла, поскольку дальнейшее продолжение времени синтеза не влияет на фазовый состав полученного гомогенного продукта. Синтез при температуре ниже 1300 °С приводит к образованию негомогенного продукта, вследствие неполного взаимодействия Gd4Sb3 с Yb4Bi3.
Твердые растворы составов Gd4-xBi3-yPrxSby (x= 0.4-3.6; у = 0.3-2.7). синтезируются при одном и том же температурном и временном режиме, т.е. при 1350±50°С и времени выдержки 4-5 ч.
Получение твердых растворов иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1. При получении твердого раствора состава Gd3.2Sb2.4Yb0.8Bi0.6 B количестве 10 г, в соотношении мольных долей Gd4Sb3 и Yb4Sb3 как 0.8:0.2, 7.509 г порошка Gd4Sb3 смешивают с 2.4912 г порошка Yb4Bi3. Затем смесь прессуют в таблетку и загружают в герметичный тигель из молибдена. Нагрев тигля с таблеткой от комнат-ной температуры до 1350±50 °С осуществляют в вакууме 1.33-10-2 Па и выдерживают при этом 4-5 ч. После этого печь и тигель с таблеткой охлаждают до комнатной температуры.
Пример 2. При получении твердого раствора состава Gd1.6Sb1.2Yb2.4Sb1.8 в количестве 15 г, в со-отношении мольных долей Gd4Sb3 и Yb4Sb3 как 0.4:0.6, 5.016 г порошка Gd4Sb3 смешивают с 9.984 г порошка Yb4Bi3. Затем смесь прессуют в таблетку и загружают в герметичный тигель из молибдена. Нагрев тигля с таблеткой от комнатной температуры до 1350±50 °С осуществляют в вакууме 1.33·10-2 Па и выдерживают при этом 4-5 ч. После этого печь и тигель с таблеткой охлаждают до комнатной температуры.
Пример 3. При получении твердого раствора состава Gd2Sb1.5Yb2Bi1.5 в количестве 20 г, в соотношении мольных долей Gd4Sb3 и Yb4Bi3 как 0.5:0.5, 8.596 г порошка Gd4Sb3 смешивают с 11.404 г порошка Yb4Bi3. Затем смесь прессуют в таблетку и загружают в герметичный тигель из молибдена. Нагрев тигля с таблеткой от комнат-ной температуры до 1350±50 оС осуществляют в вакууме 1.33-10-2 Па и выдерживают при этом 4-5 ч. После этого печь и тигель с таблеткой охлаждают до комнатной температуры.
Установлено, что антимонид Gd4Sb3 и висмутид Yb4Bi3 образуют между собой непрерывный ряд изоструктурных твердых растворов замещения, кристаллизующихся в кубической сингонии типа анти- Th3P4 (табл.1.)
Из таблицы. 2. видно, что парамагнитная температура Кюри твердых растворов Gd4-xSb3-yYbxBiy (x= 0.4-3.6; у = 0.3-2.7) выше температуры Кюри Yb4Bi3 и в интервале 10-90 мол.% Yb4Bi3 составляет 26-158 К.

1. Абулхаев В.Д., Назаров Х.Х., Ганиев И.Н., Маг-нитные свойства некоторых антимонидов AH PT. 2005. T. XLVIII, № 2. С 85-89.
2. Holtzberg F., Methfessel S. Rare-earth compounds with the Th3P4 type structure // J.Appl. Phys. 1966. V.37. №3. P. 1433-1435.