Влияние примесей молекул СО и СН₄ на структурные характеристики фуллерита С₆₀ в области ориентационного фазового перехода

Abstract

Выполнены рентгеновские исследования структурных характеристик твердых растворов С₆₀(СО)₀.₉ и С₆₀(CH₄)₀.₅ в области ориентационного фазового перехода фуллерита С₆₀. Установлено, что заполнение октаэдрических полостей решетки фуллерита молекулами СО и CH₄ приводит к значительному повышению параметра решетки, коэффициентов теплового расширения упорядоченной фазы, а также уменьшению скачка объема и температуры TС фазового перехода. При этом наблюдается заметное «размытие» области фазового превращения. Проведен анализ и обсуждение имеющихся противоречий в выводах относительно структурных особенностей при формировании в растворах СО–С₆₀ стекольного состояния. Получены линейные зависимости температур ориентационного перехода TС и стеклования Тg от концентрации молекул СО в октаэдрических полостях. Определен концентрационный состав использованных ранее в исследованиях теплоемкости твердых смесей.

Виконано рентгенівські дослідження структурних характеристик твердих розчинів С₆₀(СО)₀.₉ та С₆₀(CH₄)₀.₅ в області орієнтаційного фазового переходу фулерита С60. Встановлено, що заповнення октаедричних порожнин гратки фулериту молекулами СО та CH₄ приводить до значного підвищення параметра гратки, коефіцієнтів теплового розширення упорядкованої фази, а також до зменшення стрибка об’єму і температури TС фазового переходу. При цьому спостерігається істотне «розмиття» області фазового перетворення. Проведено аналіз та обговорення існуючих протилежних висновків відносно структурних особливостей при формуванні в розчинах СО–С₆₀ стану скла. Отримано лінійні залежності температур орієнтаційного переходу TС та переходу в орієнтаційне скло Тg від концентрації молекул СО в октаедричних порожнинах. Визначено концентраційний склад твердих розчинів, на яких раніше проведено дослідження теплоємності.

The x-ray studies of structural characteristics of С₆₀(СО)₀.₉ and С₆₀(CH₄)₀.₅ solid solutions were carried out in the region of orientation phase transition in fullerite С₆₀. It is established that the filling of the octahedral cavities of the fullerite lattice by molecules of CO and CH₄ results in a significant increase of the lattice parameter and thermal expansion coefficients of the ordered phase and a decrease in the volume change and phase transition temperature TC. In this case there also occurs a noticeable “smearing” of the phase transformation. Based on these results and literature data, the contradictions in the conclusions about the structural pecullarities of the formation of a glass state the CO–С₆₀ solutions are analyzed and discussed. Linear dependences of orientational transition temperature TC and glass transition one Tg on CO concentration C in the octahedral cavities are obtained. The CO concentration in the previous study of specific heat of solid mixtures are calculated.