CC BY
11
70
AZ8RBAYCAN KIMYA JURNALI № 1 2014
UOT 546.33.682+33.24
CaIn2-CaTe SÎSTEMÎNÎN FAZA DÎAQRAMI
N.LYaqubov1, LLaiiyev2, F.Î.ismayilov3
1 Baki Dövlat Universiteti Azarbaycan Milli EA M.F.Nagiyev adina Kimya Problemlari Institutu 3Azdrbaycan Milli EA Fizika Institutu
Diferensial-termiki, rentgenfaza, mikroquruluç analizlari, elaca da sixligin va mikrobarkli-yin ôlçûlmasi ila CaIn2-CaTe sisteminda kimyavi qarçiliqli tasirin xarakteri tadqiq edilmiç va onun faza diaqrami qurulmuçdur. Müayyan edilmiçdir ki, CaIn2-CaTe kasiyi Ca-In-Te sisteminin kvazibinar kasiyi olub, evtektik tiplidir. Sistemda amala galan ikili evtektikanin tarkib 15 mol % CaTe, temperaturu 7600C-dir. Sistemda otaq temperaturunda CaIn2 asasinda 2 mol % CaTe hall olur, CaTe asasinda bark mahlul sahasi ~3 mol % CaIn2 taçkil edir.
Açar sözl^r: kvazibinar, likvidus, solidus, bark mahlul, evtektika, konqruent.
Malumdur ki, kalsium xalkogenidlari ila III qrup elementlarinin xalkogenidlari arasinda kimyavi qarçiliqli tasir zamani alinan ûçlû birla§malar va bark mahlullar fotoelektrik, lüminessent va s. xassalara malik yarimkeçirici materiallar kimi texnikanin müxtalif sahalarinda istifada olu-nurlar [1-5]. Îndium xalkogenidlari va onlar asasinda alinmi§ yeni fazalar va bark mahlullar da yarimkeçirici materiallar kimi elektron texnikasinin müxtalif sahalarinda istifada olunurlar [6, 7].
Bu komponentlar asasinda alinmiç mürakkab tarkibli materiallar da çox güman ki, komp-leks fiziki va kimyavi xassalara malik yarimkeçiricilar ola bilar.
Bizim tarafimizdan Ca-In-Te sisteminin bir sira daxili kasiklari CaTe-In-Te hissasi tarafdan tadqiq edilmiçdir [8-11]. Üclü sistemin CaIn2- CaTe kasiyi tadqiq edilmamiçdir.
Hazirki i§in maqsadi CaIn2-CaTe sisteminda kimyavi qarçiliqli tasiri öyranmakla onun faza diaqramini qurmaqdan va alina bilacak yeni fazalari va bark mahlul sahalarini açkar etmak-dan ibaratdir.
CaIn2 birlaçmasi 8350C-da konqruent ariyir va heksaqonal qafas tipinda kristallaçir, qafas parametrlari: a = 4.895, c =7.750 Â; faza qrupu P63/mmc -dir [12] .
CaTe birlaçmasi 15100C-da konqruent ariyir va kubik qafas tipinda kristallaçir, qafas parametri: a =6.348 Â; faza qrupu Fm-3m, sixligi p =4.354 q/sm3-dir [13].
TecRûBi Hisse
CaIn2-CaTe sisteminin arintilarinin sintezi zamani komponentlarindan istifada edilmiçdir. Kalsium olduqca aktiv element oldugu ûçûn In va Te elementlari ila çox güclü reaksiyaya girir, yüksak temperatur yaranir va kvars ampulani çatiladir. Ona göra da CaIn2 va CaTe birlaçmalari sintez olunarkan kvars ampulanin daxili qrafitlanir. Onlarin sintez çaraiti [14] içinda atrafli verilmiçdir. Daha sonra CaIn2-CaTe sisteminin ûçlû arintilarinin sintezi ampula metodu ila 900-12000C temperatur intervalinda aparilmiçdir. Sintez olunmuç nûmunalar homogenlaçdirmak ûçû arintilar 700 C-da 112 saat mûddatinda termiki emal edilmiçdir.
Homogenla§dirilmi§ nûmunalar fiziki-kimyavi analiz metodlari - diferensial-termiki (DTA), rentgenfaza (RFA), mikroquruluç (MQA) sixligin va mikrobarkliyin ôlçûlmasi ila tadqiq edilmiçdir.
erintilarin DTA alçaqtezlikli HTR-73 pirometrda aparilmiçdir. Etalon olaraq Al2O3-dan istifada edilmiç, qizma sûrati 10 dar/daq olmuçdur.
RFA D2 PHASER markali rentgen difraktometrinda aparilmiçdir. Bu zaman CuKa çûalanmadan va Ni sûzgacdan istifada edilmiçdir. Nûmunalarin mikroquruluç analizi MiM-8 mikroskopunda aparilmiçdir. Yaxçi cilalanmiç nûmunalarda fazalari ayird etmak ûçûn açilayici mahlul kimi 1N HNO3 + H2O2 = 1:1 qarçiligindan istifada edilmiçdir.
Mikrobarklik PMT-3 markali metalloqrafik mikroskopla ôlçûlmûç, sixliq piknometrik ûsulla tayin edilmiçdir.
CaIn2-CaTe SiSTEMiNiN FAZA DiAQRAMI
71
NЭTiCЭLЭRiN MUZAKiRЭSi
CaIn2-CaTe sisteminin 0-30 то1 СаТе qatlllq intervalmda о1ап эгтШэп kompakt кШ1э halmda о1иЬ, boz-parlaq rэngli maddэlэrdir. 30-100 mol % CaTe sahэdэ эmэlэ gэlэn эППШЭГ isэ ovuntu §эк1^э о1иЬ, tund-qara rэnglidir. Sistemin эrintilэri havaya qar§l davamll olsalar da, suya vэ uzvi hэlledicilэrэ qar§l davamslzdlrlar. Оп1аг quvvэtH mineral Шг^ШаМа (HNOз, H2SO4) 90Х уах§1 hэll olurlar. ^типэ^ homogenlэ§diri1dikdэn sonra fiziki-kimyэvi analiz metodlan ilэ tэdqiq edi1mi§dir.
DTA-шn nэticэsinэ эsasэn тиэууэп edi1mi§diг ki, CaIn2-CaTe sisteminin эrintilэrinin termoqramlaпnda iki endotermik effekt mu§aЫdэ edilir, onlardan Ып solidusa, digэri isэ Нкуь dusa aiddir.
Mikroqum1u§ analizinin nэticэlэrinэ эsasэn тиэууэп edi1mi§dir ki, CaIn2-CaTe sistemdэ ilkin komponentlэr эsasmda Ы^к sahэdэ bэrk mэhlul sahэlэri m6vcuddur. Sistemdэ otaq temperaturunda Ыriэ§mэsi эsasmda 2 то1 % CaTe hэll olur, CaTe эsasmda isэ bэrk mэЫul sahэsini tam dэqiqlэ§dirmэk фэйп o1madlgl ифип Ьи sahэ tэqribi olaraq ~3 mol % CaIn2 tэ§ki1 edir. 2-97 mol % CaTe qatlllq intervalmda о1ап numunэlэг isэ ikifazalldlrlar.
Diferensial-termik vэ mikroqum1u§ апа^эгтт nэticэlэrini tэsdiq etmэk ифип numunэ-lэrin rentgenfaza ana1izini арап1т^1г. CaIn2-CaTe sistemin 20, 50 vэ 80 mol % CaTe tэrkibli numunэlэriшn rentgenoqram1aп 91хап1т1§ vэ ilkin maddэlэrin rentgenoqram1aп i1э muqayisэ edi1mi§dir (§экП 1).
2 1 г- § £ Щ 0\ £ =
уп \о со Я ^г ГО СО 1-/") /1 ^ 5 гп ^ 1 Н £ Сч 1.и <ч о ¡е § ГО СО т4 СЛ • ~ л >0 слг-- о\ ю ою ^ _: чэ ^ ^
10
20
30
40 20
50
60
§экП 1. CaIn2-CaTe sisteminin эгтШэпти difraktoqram1aп: 1 - 0, 2 - 20, 3 - 50, 4 - 80, 5 - 100 шс1 % CaTe .
I
1
72
N.i.YAQUBOV va b.
Naticada müayyan edilmi§dir ki, nümunalarin dfraktoqramlari ilkin maddalarin difraksiya xatlarinin qan§igindan taçkil olunmuçdur, yani onlar ikifazalidirlar.
CaIn2-CaTe sisteminda mikrobarkliyin iki növ qiymati almmi§dir. Bu naticalar cadvalda verilmi§dir.
CaIn2-CaTe sisteminin arintilarinin DTA naticalari, mikrobarkliyin va sixliqlannin tarkibdan asililigi
Tarkib, mol % Termiki qizma effektlari, 0C Sixliq, q/sm3 Fazalarin mikrobarkliyi, MPa
CaIn2 CaTe a ß
P=0.15 N
100 0.0 835 5.38 1560 -
97 3.0 805, 835 5.38 1580 -
95 5.0 780, 830 5.35 1600 -
90 10 760, 810 5.28 1600 -
85 15 760 5.25 Evtek. Evtek.
80 20 760, 830 5.20 - -
75 25 760,910 5.07 - -
70 30 760, 990 4.90 - 1880
60 40 760, 1140 4.85 - 1880
50 50 760 4.80 - 1880
40 60 760 4.70 - 1880
30 70 760 4.63 - 1880
20 80 760 4.51 - 1880
10 90 760 4.42 - 1890
0.0 100 1510 4.35 - 1800
Cadvaldan göründüyü kimi, mikrobarkliyin (1560-1600) MPa qiymatlari CaIn2 asasinda amala galmi§ a-bark mahlulun mikrobarkliyina uygundur. Mikrobarkliyin digar qiymati (18001890) MPa isa CaTe birlaçmasi asasinda amala galan ß-bark malulun mikrobarkliyina uygun galir.
Belalikla, fiziki-kimyavi analiz metodlarinin naticalarina asasan CaIn2-CaTe sisteminin faza diaqrami qurulmuçdur (§akil 2 ).
t ,0C
§akil 2-dan göründüyü kimi, CaIn2-CaTe sistemi kvazibinar olub, sada evtektik tiplidir. Sistemin likvidusu CaIn2 asasinda amala galan a-bark mahlulun va CaTe asasinda amala galan ß-bark m ahlulun ilkin kristallaçma ayrilari ila ahata olunmuçdur.
CaIn2-CaTe sisteminda CaIn2 va CaTe birlaçmalarinin birga kristallaçmasi ikili evtek-tikada ba§a çatir. Evtektikanin tarkibi 15 mol % CaTe, temperaturu 7600C-dir. Solidus xattindan
CaIn2-CaTe SiSTEMiNiN FAZA DiAQRAMI 73
a§agida 0-2 va 97-100 mol % CaTe qatiliq intervalinda olan arintilar birfazalidirlar. 3-97 mol % CaTe intervalinda olan arintilar ikifazalidir. Bu sahada solidus xattindan a§agida (a+P)-dan ibarat ikifazali arintilar kristalla§irlar.
0D0BiYYAT SiYAHISI
1. Физика и химия соединений А11 BV / Пер. с англ. под ред. Медведева С.А. М.: Мир, 1970. 624 с.
2. Georgobiani A.N., Tagiev B.G., izzatov B.M., Jabbarov R.B. // Cryst. Res. Technol. 1996. V. 31. P. 849-852.
3. Тагиев Б.Г., Тагиев О.Б., Джаббаров Р.Б. и др. // Неорган. материалы. 2000. Т. 36. № 1. С. 3-6.
4. Guo C., Tang Q., Huang D. et al. // J. Phys. Chem. Solids. 2007. V. 68. P. 217-223.
5. Попов П.А., Федоров П.П., Гарибин Е.А. и др. // Неорган. материалы. 2012. Т. 48. № 8. С. 557-560.
6. Зорина Е.Л., Величкова В.Б., Гулиев Т.Н. // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1965. Т. 1. № 5. С. 690-693.
7. Bidjin D. // J. Phys. Stat. Sol. 1971. V. 6. P. 95-298.
8. 3liyev i.i., Musayeva R.L., §irinov K.L., Novruzova F.3. // Kimya Problemlari. 2010. № 2. S. 465-468.
9. Yaqubov N.i. // Azarb. kimya jurnali. 2012. № 1. S. 100-105.
10. Yaqubov N.i. // BDU-nun xabarlari (tabiat elmlari). 2012. № 2. S. 18-23.
11. Musayeva R.L., 9liyev i.i., Yaqubov N.i., Sadiqov F.M. // Umummilli lider Heydar 9liyevin anadan olmasinin 87-ci il donumuna hasr olunmu§ doktorant, magistr va ganc tadqiqat9ilarin respublika elmi konfransinin materiallari. Baki. 2010. S. 12.
12. Hoffmann R., Landrum G.A., Evers J. et al.// Inorgan. Chem. 1996. V. 35. P. 6922-6927.
13. Luo H., Greene R.G., Ghadehart K.L., Ruoff A.L // Phys. Rev. B. Solid. State. 1994. V. 50. P.16233-16238.
14. Ягубов Н.И., Алиев И.И., Велиев V.Q. // Kimya problemlari. 2013. № 3. S. 363-367.
ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА СИСТЕМЫ CaIn2-CaTe
Н.И.Ягубов, И.И.Алиев, Ф.И.Исмаилов
Методами дифференциально-термического, рентгенофазового и микроструктурного анализов, а также определением плотности и измерением микротвердости исследован характер химического взаимодействия в системе CaIn2-CaTe и построена диаграмма состояния. Установлено, что диаграмма состояния системы CaIn2-CaTе является квазибинарным сечением тройной системы Ca-In-Xe. Соединения CaIn2 и CaTe образуют эвтектику, содержащую 15 мол. % CaTе, температура -7600С. В системе CaIn2-CaTе при комнатной температуре на основе CaIn2 твердые растворы доходят до 2 мол. % CaTе, а на основе CaTе - до ~3 мол. % CaIn2.
Ключевые слова: квазибинарный, солидус, ликвидус, твердый раствор, эвтектика, конгруэнтный.
PHASE DIAGRAM OF THE CaIn2-CaTe SYSTEM
N.I.Yagubov, l.l.Aliyev, F.I.Ismailov
The character of chemical interaction in the CaIn2-CaTe system has been studied using the methods of differential thermal analysis, X-ray diffraction, micro structural analysis, and density measurements, and its state diagram has been constructed. It has been established that the latter is a quasi-binary section of the ternary system Ca-In-Te. Compounds CaIn2 and CaTe form eutectic containing 15 mol. % CaTe, which melts at 7600C. At room temperature, solubility, based on CaIn2 reaches up to 2 mol.% CaTe, and on the basis of CaTe ~3 mol. % CaIn2.
Keywords: quasi-binary, solidus, liquids, solid solution, eutectic, congruent.
