Структура и свойства твердых растворов p-H₂-Ne. Влияние примесей ортоводорода и дейтерия

Abstract

Проведены рентгеновские исследования поликристаллических образцов растворов параводорода, ортодейтерия и их нормальных модификаций с неоном в широкой области концентраций и температур. Во всех системах, кроме гексагональных и кубических растворов на базе решеток водородов и неона, обнаружено присутствие в образцах дополнительной ГПУ фазы, имеющей объем решетки несколько больший (на 0,5-0,7%), чем объем чистого Nе. Эта гексагональная фаза метастабильна и распадается на фазы исходных компонентов при нагреве до предплавильных для водорода или дейтерия температур. Считается, что обнаруженная в исследованных системах дополнительная ГПУ фаза образована ван-дер-ваальсовскими комплексами типа Nе(Н₂)n или De(H₂)n. Определены параметры решетки и молярные объемы растворов. Показано, что примеси молекул водородов с J = 1 оказывают слабое влияние на растворимость и структурные характеристики фаз.

Проведено рентгенівські дослідження полікристалічних зразків розчинів параводню, ортодейтерію та їх нормальних модифікацій з неоном в широкому інтервалі концентрацій та температур. Для всіх систем, окрім гексагональних і кубічних розчинів на базі граток воднів та неону, виявлено присутність додаткової ГЩП фази, яка має об’єм гратки дещо більший (на 0,5-0,7%), ніж об’єм чистого неону. Ця гексагональна фаза метастабільна і розпадається на фази вихідних компонентів під час нагрівання до передплавильних для водню та дейтерію температур. Вважається, що виявлена в досліджуваних системах додаткова ГЩП фаза утворена ван-дер-ваальсівськими комплексами типу Nе(Н₂)n або De(H₂)n. Визначено параметри гратки і молярні об’єми розчинів. Показано, що домішки молекул воднів з J = 1 мають слабкий вплив на розчинність і структурні характеристики фаз.

X-ray study of solutions of parahydrogen, orthodeuterium and their normal modifications with neon has been carried out on crystallized-out-of-gas phase polycrystal samples in wide range of temperatures and concentrations. All hydrogen and neon based systems, except hexagonal and cubic solutions, exhibit an additional hep phase with the lattice volume somewhat over that of pure Ne (by 0.5-0.7%). This hexagonal phase is metastable and breaks down into the phases of initial components on heating up to H₂ or D₂ premelting temperatures. It is believed that the additional hep phases observed in the systems studied are formed by Van der Waals complexes of Ne(H₂)n or Ne(D₂)n type. The lattice parameters and molar volumes of the solutions are calculated. It is shown that solubility, phase composition and structural characteristics of the phases are scarcely affected by the doping of hydrogen molecules with J = 1.