Таблица 1. Экспериментальные величины удельной Таблица 2. Сглаженные величины изобарной молярной теплоемкости (Дж/(г К)) ТЬВ2 теплоемкости Ср (Дж/(моль К)), изменения энтальпии
т, к Ср т, к Ср т, к Ср А Нт = Нт - Н0 (Дж/моль), энтропии !5Т (Дж/(моль К))
У У У энергии Гиббса АО = А Н° - ТБ 0 (Дж/моль) ТЬВ
1 \Г 1
4.83 0.3046 х 10-3 82.85 0.1453 149.34 0.2438
т, к Ср АНт0 Бт -АО
5.46 0.4763 х 10-3 86.33 0.1578 152.10 0.2408 р
0 0.000 0.000 0.000 0.000
6.24 0.5262 х 10-3 91.55 0.1717 156.88 0.2398 5 0.068 0.113 0.035 0.061
6.92 0.8031 х 10-3 96.35 0.1850 162.14 0.2372 10 15 0.368 0.915 1.076 4.149 0.156 0.397 0.481 1.811
7.72 1.113 х 10-3 100.93 0.1982 168.09 0.2407 20 1.899 10.97 0.783 4.685
8.18 1.224 х 10-3 105.32 0.2103 174.70 0.2416 30 5.297 46.01 2.151 18.50
9.17 1.822 х 10-3 110.02 0.2234 181.16 0.2491 40 50 9.679 14.21 120.6 240.1 4.258 6.902 49.73 105.0
9.43 1.694 х 10-3 115.03 0.2366 182.53 0.2497 60 18.24 402.8 9.856 188.5
10.39 2.166 х 10-3 120.48 0.2528 186.52 0.2487 0 7 21.66 25.43 602.5 837.3 12.93 16.06 302.4 447.2
10.88 2.595 х 10-3 124.90 0.2660 192.88 0.2601 90 30.16 1115 19.32 623.8
11.54 2.951 х 10-3 126.31 0.2734 199.16 0.2650 100 35.16 1441 22.75 834.0
12.49 3.094 х 10-3 130.21 0.2866 205.36 0.2674 110 120 40.24 45.46 1818 2247 26.34 30.07 1079 1361
13.14 3.811 х 10-3 131.95 0.2969 211.51 0.2758 124 47.76 2433 31.59 1484
13.94 4.104 х 10-3 134.08 0.3066 213.94 0.2744 128 132 50.35 53.63 2629 2837 33.15 34.75 1614 1750
14.36 4.609 х 10-3 134.99 0.3120 215.45 0.2803 136 58.24 3060 36.41 1892
15.69 5.402 х 10-3 135.42 0.3206 217.61 0.2801 138 61.72 3180 37.29 1966
17.00 6.938 х 10-3 136.75 0.3299 219.32 0.2781 140 141 66.82 69.70 3308 3377 38.21 38.70 2041 2080
17.18 6.931 х 10-3 137.33 0.3382 222.90 0.2826 142 73.65 3448 39.20 2119
18.53 8.844 х 10-3 138.24 0.3501 225.36 0.2824 142.5 143 76.74 79.80 3486 3525 39.47 39.74 2138 2158
19.40 9.702 х 10-3 139.52 0.3561 231.30 0.2836 143.2 78.00 3541 39.85 2166
22.17 1.394 х 10-2 140.20 0.3721 232.14 0.2847 143.28 81.54 3547 39.90 2169
143.4 75.50 3557 39.96 2174
26.46 2.007 х 10-2 141.12 0.3820 237.42 0.2834
143.5 60.50 3563 40.01 2178
30.63 3.262 х 10-2 141.40 0.3960 242.29 0.2889 143.6 58.50 3569 40.05 2182
34.67 4.143 х 10-2 142.37 0.4225 249.03 0.2888 143.8 144 56.70 55.00 3581 3592 40.13 40.21 2190 2198
42.05 5.993 х 10-2 143.27 0.3842 252.49 0.2878 145 49.45 3644 40.57 2238
48.08 7.456 х 10-2 143.28 0.4516 258.22 0.2924 146 46.95 3692 40.90 2279
52.91 143.37 0.3579 262.41 0.2912 148 44.90 3784 41.52 2362
8.426 х 10-2
150 43.89 3872 42.12 2445
57.69 9.768 х 10-2 143.59 0.4116 266.37 0.2908 155 43.19 4090 43.54 2659
59.37 0.1025 143.60 0.3268 272.52 0.2959 160 180 43.05 44.54 4305 5176 44.91 50.04 2881 3831
63.18 0.1038 144.40 0.2789 276.00 0.2910 200 47.86 6099 54.90 4880
66.36 0.1120 144.87 0.2879 281.73 0.2969 220 50.40 7085 59.59 6026
70.03 0.1190 145.80 0.2620 289.37 0.3002 240 51.63 8106 64.03 7262
260 52.42 9147 68.20 8585
74.66 0.1280 146.23 0.2538 291.88 0.2968 273.15 53.07 9840 70.80 9499
79.47 0.1370 147.61 0.2481 296.90 0.3036 280 300 53.48 54.67 10205 11287 72.12 75.85 9989 11469
79.50 0.1410 147.86 0.2528 301.89 0.3005 305 54.90 11561 76.76 11850
764 НОВИКОВ, МАТОВНИКОВ
Температурная зависимость изобарной молярной теплоемкости Ср(Т) ТЬВ2.
дебаевской температуры диборида, характерном для боридов РЗЭ. Низкотемпературные (5-30 К) величины молярной теплоемкости ТЬВ2 аппроксимированы многочленом
СР(Т) = 2.0 х 10-3Т + 5.1 х 10-3Т3/2 + 1.75 х 10-4Т3.
Здесь первое слагаемое представляет собой вклад свободных электронов в теплоемкость Се(Т) = аТ, второе - ферромагнитную Сфм(Т) = (ЗТ32, третье -решеточную составляющую теплоемкости Среш(Т) = = уТ3. Величины коэффициентов при различных степенях температуры позволяют определить параметры соответствующих вкладов:
2 2п1 (dn) а = зП **{ Те) е=е.
в = 0. 1 1 3 Я( к \
в Ь КиБ)
3/2
12 ГП
5 о-
где Я - газовая постоянная, к - постоянная Больц-мана, (dn/dE)Е = Ер - плотность электронных состояний на уровне Ферми, Ь - константа, равная 4 для веществ с гексагональной структурой, J - об-
менный интеграл, Б - спин иона ТЬ3+ (Б = 3), 0 - характеристическая температура при абсолютном нуле [8].
Из анализа экспериментальных величин теплоемкости получены следующие значения параметров: ^пт) Е = Ер = 2.65 х 1018 Дж-1, J = 2.95 х
х 10-23 Дж, 0 = 322 К. Значения коэффициента электронной теплоемкости а и соответствующей ему плотности состояний (dn/dE) Е = Ер, очевидно,
следует считать оценочными ввиду больших величин решеточной и магнитной составляющих теплоемкости при 5-30 К.
Анализ температурных зависимостей решеточной, магнитной составляющих теплоемкости, возможного вклада Шоттки может быть выполнен после исследования теплоемкости изоструктурных немагнитных аналогов, например YB2 или LuB2.
Температурные изменения энтальпии, энтропии, энергии Гиббса диборида тербия рассчитаны интегрированием сглаженных зависимостей Ср(Т), Ср(Т)/Т. Сглаженные молярные величины изобарной теплоемкости Ср(Т), изменения энтальпии
А НТ = НТ - Но, энтропии БТ, энергии Гиббса
АНТ - ТБт , стандартные значения указанных характеристик приведены в табл. 2.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Самсонов Г.В., Серебрякова ТИ. Бориды. М.: Атомиздат, 1975. 376 с.
2. Свойства, получение и применение тугоплавких соединений. Справочник / Под ред. Т.Я. Косолапо-вой, М.: Металлургия, 1986. 928 с.
3. Buschov K.HJ. Magnetic properties of borides. Boron and Refractory Borides / Ed. by V.I. Matkovich, N.Y.: 1977. P. 494.
4. Avila M.A., Bud'ko S.L., Petrovic C. et al. // Synthesis and Properties of YbB2. Cond. Mat. V. 1. 2002. P. 1.
5. Матовников А.В., Сидоров A.A., Кузнецов С В. и др. // Тез. докл. международной конф.: "Актуальные проблемы физики твердого тела". Минск. 2005. С. 352.
6. Sirota N.N., Antjukhov A.M., Novikov V.V., Fjodor-ov V.A. // Crystal Research and Technology. 1982. V. 13. № 3. P. 279.
7. Новиков В.В. // Журн. физ. химии. 2000. Т. 74. № 9. С. 1710.
8. Вейсс Р. Физика твердого тела. М.: Атомиздат, 1986. 456 с.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.