velikost textu

Applications of experimental mineralogy to Te containing systems: Crystal structures, phase relations

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Applications of experimental mineralogy to Te containing systems: Crystal structures, phase relations
Název v češtině:
Aplikace experimentální mineralogie na systémy obsahující Te: Krystalové struktury, fázové vztahy
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Mgr. František Laufek
Školitel:
Prof. p.g. Milan Rieder, Ph.D.
Oponenti:
Dr. rer. nat. Lukáš Palatinus
Dr. Zdeněk Johan
Konzultant:
RNDr. Milan Drábek, CSc.
Id práce:
84074
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Ústav geochemie, mineralogie a nerostných zdrojů (31-430)
Program studia:
Geologie (P1201)
Obor studia:
Geologie se zaměřeními (XGEOLV)
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
20. 4. 2010
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
telur, experimentální mineralogie
Klíčová slova v angličtině:
tellurium, experimental mineralogy
Abstrakt:
Abstrakt Cílem této disertační práce je experimentální mineralogický výzkum ternárních systémů obsahující Te. Důraz je kladen na výzkum krystalových struktur nově připravených fází a jejich srovnání s jinými dosud známými krystalovými strukturami. První kapitola ilustruje roli experimentální mineralogie při výzkumu přírodních systému s Te. Stručně popisuje nový přístup ke studiu nových minerálních fází - přípravy syntetických analogů a jejich mineralogické studium. Druhá kapitola shrnuje výsledky experimentálně-mineralogického výzkumu fázových vztahů v systému Ni-Sb-Te při 400°C. V systému Ni-Sb-Te dominují při 400°C dva pevné roztoky: λ1- Ni(Sb1-xTex)1+y (0<x<1, kde ∀x ≥≈ 0.9 ⇒ 0.09 ≤ y ≤ 1 ) a λ2 - NiSb1-xTe2x (0.28<x<0.66). Pole stability λ2 pevného roztoku zahrnuje pří této teplotě minerál vavřínit, Ni2SbTe2. Charakteristickým rysem přítomných fází je výrazná Sb - Te substituce. Ve třetí kapitole práce je charakterizován nový minerál pašavait, Pd3Pb2Te, který byl nalezen v Ni-Cu ložisku Noril´sk-Talnakh (Rusko). Krystalová struktura a základní fyzikální vlastnosti tohoto minerálu byly stanoveny pomocí syntetické fáze Pd3Pb2Te. Strukturní identita syntetické a přírodní fáze byla potvrzena EBSD studiem. Čtvrtá a pátá kapitola shrnuje výsledky studia nových izostrukturních fází - CoGeTe a PdSnTe. Tyto fáze lze považovat za ternární uspořádané analogy minerálu pararammelsbergitu, α-NiAs2. Místo As-As párů typických pro strukturu α-NiAs2, CoGeTe a PdSnTe fáze obsahují Ge-Te a Sn-Te páry. Dílčím tématem kapitoly šest a sedm je syntéza a krystalová struktura fází CoSn1.5Te1.5 a CoSn1.5Se1.5 - materiálů se zajímavými termoelektrickými vlastnostmi. Krystalovou strukturu obou fází lze odvodit od kubické struktury minerálu skutteruditu CoAs3, kde jsou atomy As nahrazeny atomy Sn a Te(Se). Důsledkem uspořádání Sn a Te(Se) atomů ve struktuře těchto ternárních fází, je snížení jejich symetrie oproti CoAs3 z kubické na trigonální. Obsahem osmé a deváté kapitoly je obecná diskuze krystalových struktur zkoumaných fází a srovnání s jejich sulfidickými analogy. Velmi zajímavá je neexistence fáze o chemickém složení NiSbTe. Naproti tomu existuje její sulfidický analog, fáze NiSbS, který je známý jako minerál ullmannit.
Abstract v angličtině:
Summary This dissertation contributes to the crystal chemistry of Te. The primary goals of the thesis are synthesis and crystal structure analysis of new Te-bearing ternary phases. The first part of the thesis shows significance of experimental mineralogy in research of Te containing systems. It briefly describes a novel approach to the study of new mineral species – the possibility of using synthetic analogues for their detailed mineralogical characterization. The results of the experimental mineralogical study in the Ni-Sb-Te ternary system at 400°C are reported in the second part. According to the performed experiments, two solid solutions λ1- Ni(Sb1-xTex)1+y (0<x<1, where ∀x ≥≈ 0.9 ⇒ 0.09 ≤ y ≤ 1 ) and λ2 - NiSb1-xTe2x (0.28<x<0.66) dominate the system at 400°C. A characteristic feature of most phases present in the Ni-Sb-Te system at 400°C is apparent tendency to the Sb - Te substitution. The third part deals with the characterisation of the new mineral pašavaite Pd3Pb2Te2, which was found at the Noril´sk-Talnakh Ni-Cu camp, Russia. The synthetic Pd3Pb2Te2 phase was used for thorough mineralogical characterization of this new mineral species. Pašavaite displays orthorhombic symmetry, space group Pmmn. The structural identity between natural grains and synthetic Pd3Pb2Te was supported by the EBSD study. The fourth and fifth parts of the thesis represent results of synthesis and crystallographic research of new isostructural compounds - CoGeTe and PdSnTe. Structures of both phases can be viewed as a ternary ordered variant of the α-NiAs2 structure, also known as a mineral pararammelsbergite. Instead of As-As anion pairs found in the structure of α-NiAs2, CoGeTe and PdSnTe phases contain Ge-Te and Sn-Te pairs, respectively. The sixth and seventh parts are concerned with synthesis and crystal structure of isostructural phases CoSn1.5Te1.5 and CoSn1.5Se1.5 – materials with promising thermoelectric properties. These phases adopt a rhombohedral skutterudite-related crystal structures showing structural ordering of Sn and Se(Te) atoms. The eighth and ninth parts provide a general discussion of crystal structures of studied phases, a comparative study of investigated tellurides with their S-bearing counterparts and a brief summary of the thesis. In this context, the non-existence of a hypothetical phase NiSbTe is worth noting. Contrary to that, its S-bearing counterpart NiSbS (ullmannite) with the pyrite- derived structure exists.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Mgr. František Laufek 4.91 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Mgr. František Laufek 67 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Mgr. František Laufek 64 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. rer. nat. Lukáš Palatinus 62 kB
Stáhnout Posudek oponenta Dr. Zdeněk Johan 256 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 535 kB