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Nonstoichiometry in uranium sesquinitride

三窒化ニウランの非化学量論性

田川 博章

Tagawa, Hiroaki

ウラン-窒素系の4相の中で、Mn$$_{2}$$O$$_{3}$$型体心立方構造を持つ三窒化ニウランは広い非化学量論組成幅を有する。そこで結晶構造と熱力学的性質の立場から$$alpha$$-U$$_{2}$$N$$_{3}$$の欠陥構造の性質を調べた。U$$_{2}$$N$$_{3}$$-UN$$_{2}$$系の格子定数の変化から、格子定数とN/U原子比との間に2つの直線関係の存在することが見出された:1つはU$$_{2}$$N$$_{3}$$の特性であり、他はUN$$_{2}$$の特性を示す。密度の測定値を使うと、U$$_{2}$$N$$_{3}$$領域の非化学量論性は窒素格子間割り込み原子によって惹起され、UN$$_{2}$$領域の非化学量論性は格子点位置の欠陥によって生成することがわかる。X線と中性子回析の結果はU$$_{2}$$N$$_{3}$$過剰窒素が結晶構造の変化なしにU$$_{2}$$N$$_{3}$$の格子間の割り込み位置に入る事を示す。窒素圧の測定から求めた熱力学的性質は過剰窒素が幅の広い均一相U$$_{2}$$N$$_{3}$$に単純に溶けることを示唆する。この結果は格子定数、密度の測定結果から得られた結論、及び構造解析から得られた結論と矛盾しない。

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