ИСТИНА

Соединения со стехиометрией T6E5, где T – d-элемент, а E – p-элемент, встречаются среди интерметаллидов достаточно редко. Большинство соединений T6E5 кристаллизуется в структурных типах α- и β-Ti6Sn5 и V6Si5. Также существуют соединения Fe6Ge5 и Fe6Ga5, кристаллизующиеся в структурном типе Fe6Ge5, и Cu6Sn5, имеющее собственный структурный тип. Перечисленные структурные типы являются родственными, а соединения могут переходить из одного структурного типа в другой при изменении состава или температуры, как в случае с Ti6Sn5. Для выявления влияния природы замещающего элемента на кристаллическую структуру соединений T6E5 в данной работе исследованы два способа уменьшения общего числа валентных электронов в системе: замещение d- или p-элемента на примере замещения Fe на Cr и Ge на Ga соответственно в соединении Fe6Ge5. Образцы получали по стандартной ампульной методике из простых веществ. Первый отжиг проводили в течение 48 часов при температуре 1000°C, а второй – в течение 7 суток при 650°C. Рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализ полученных образцов показал, что на разрезах Fe6-xCrxGe5 и Fe6Ge5-yGay образуются три новые фазы, имеющие стехиометрию T6E5. Разрезы не являются квазибинарными, так как на них присутствуют фазы, имеющие стехиометрию, отличную от T6E5. Твердый раствор на основе фазы Fe6Ge5 имеет различную протяженность при замещении на Сr и Ga. В случае хрома он ограничен составом Fe4Cr2Ge5, а растворимость Ga в Fe6Ge5 незначительна, несмотря на то, что соединение Fe6Ga5 формально изоструктурно Fe6Ge5. При увеличении содержания Cr и Ga образуются фазы, имеющую кристаллическую структуру, промежуточную между Fe6Ge5 и α-Ti6Sn5. В случае Ga область гомогенности такой фазы ограничена 2 < x < 3, тогда как в случае Cr она ограничена 2 < y < 4, однако в полученных образцах данного состава присутствует также Cr1-xFexGe, что говорит о возможном отклонении состава данной фазы от стехиометрии T6E5. При дальнейшем увеличении содержания Ga образуется фаза, кристаллизующаяся уже в неискаженном типе α-Ti6Sn5, при этом аналогичная фаза на разрезе Fe6-xCrxGe5 отсутствует. Изменение кристаллической структуры связано с изменением вида фрагментов цепи (E)n (n = 2 – ∞) из атомов p-элемента. В Fe6Ge5 атомы Ge обособлены друг от друга. Уменьшение числа валентных электронов за счет замещения на Ga и Cr приводит вначале к образованию неупорядоченных фрагментов цепочек En, затем – к бесконечным линейным цепям En и при полном замещении Ge на Ga к отдельным гантелям E2 (Ga2). Соединение Cr6Ge5 при этом неизвестно, однако, существует близкое по составу родственное соединение Cr11Ge8, которое имеет линейные цепочки Ge∞. Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ, грант № 17-13-01033.