CC BY
19
Ильяслы Т.М., Садыгов Ф.М., Насибова Л.Е.
Бакинский Государственный Университет
ХАРАКТЕР ХИМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕИСТВИЯ В СИСТЕМАХ
As2Seз(Sb2Seз) - HoSe(HoAS)
Методами физико-химического анализа изучены фазовые равновесия в тройных системах Ho-As(Sb) ^в по разрезам As2Seз-HoSe(HoAs), Sb2Seз-HoSe(HoSb) и построены их диаграммы состояния. Установлены что разрезы относят к простому эвтектическому типу и являются квазибинарными сечениями соответствующих тройных системы Ho-As(Sb)-Se. Определено, что твердые растворы на основе As2Se3 при 300К составляют 3 мол%, а на основе Sb2Seз 5 мол%. На основе As2Se3 обнаружена область стеклообразования, которая доходит до 15-20 мол%.
С целю выяснения характера химического взаимодействия в тройных системах Ho-As(Sb)-Se исследованы разрезы As2Seз-HoSe, As2Seз-HoAs, Sb2Seз-HoSe и 8Ь28е3-
Бинарные соединения подробно изучены в [1-3].
Сплавы системы были синтезированы из элементов и лигатур, в вакуумированных кварцевых ампулах при 1200К с последующим медленным охлаждением в режиме выключенной печи. Для достижения равновесных состояний сплавы подвергали гомогенизирующему отжигу в вакуумированных кварцевых ампулах в течение 500 ч при температурах, на 50-100К ниже температуры солидуса.
Исследования проводили комплексными методами физико-химического анализа. Методика исследования образцов аналогична описанной в [4,5]. Диаграммы состояния разрезов построены по совокупности данных, полученных комплексом методов физико-химического анализа.
Разрез As2Seз-HoSe (рис. 1) является квазибинарным сечением тройной системы Ho-As-Se. Ликвидус системы состоит из двух ветвей первичной кристаллизации фаз, а-твердых растворов на основе As2Se3 и HoSe. Эвтектика имеет координаты 90 мол %As2Seз и 570К. Обнаружена растворимость на основе As2Seз до 3 мол% при 300 К. С увеличением температуры она повышается. Область стекла на основе As2Se3 доходит до 20 мол% при охлаждении со скоростью 7 град/сек.
HoSb.
т, К
700
600
640
500
а +Но8е
As2Seз 20 40 60 80 Но8е мол%
Рис.1. Диаграмма состояния системы As2Se3- Но8е
- область стекла
В отличие от As2Se3 на кривых нагревания сплавов, содержащих от 1 мол% до 20 мол%HoSe, обнаружены два эндотермических и один экзотермический эффект (таб. 1). Первый из них относится к температуре стеклования Т^ второй - к температуре кристаллизации (Ткр), а третий относится к температуре плавления сплавов на основе As2Seз. Сплавы на основе As2Seз, в отличие от As2Seз, частично кристаллизуются при ДТА. Некоторые физико-химические свойства стекол системы приводятся в таблице 1.
Табл. 1
Некоторые физико-химические свойства стекол системы As2Seз-HoSe
№ Состав, мол% Термические эффекты, К Микротв. Нт, МПа Плотность, г/см3
As2Seз HoSe Т Т -1- кр. Т А пл.
1 100 0 450 - 650 130 4,52
2 99 1 455 490 648 134 4,54
3 97 3 450 495 645 135 4,58
4 95 5 445 485 645 135 4,60
5 90 10 440 475 640 138 4,62
6 80 20 438 475 635 140 4,65
Разрез As2Seз-HoAs (рис. 2) - также является квазибинарным и относится к простому эвтектическому типу. Координаты эвтектики 92 мол%As2Se3 и 565К. Растворимость на основе As2Seз при 300 К составляет 2 мол%, а при температуре эвтектики доходит до 7 мол% HoSe. Область стекла на основе As2Seз доходит до 15 мол
мол%
Рис.2. Диаграмма состояния системы As2Se3- HoAs - область стекла
Некоторые физико-химического свойства стекол системы As2Se3-HoAs приведены в таб. 2.
Табл. 2
Некоторые физико-химические свойства стекол системы As2Se3- HoAs
№ Состав, мол% Термические эффекты, К Микротв. Нт, МПа Плотность, г/см3
As2Seз HoSe Т íg Т -1- кр Т А пл
1 100 0 450 - 650 130 4,52
2 99 1 460 490 648 134 4,55
3 97 3 460 495 645 138 4,60
4 95 5 465 485 645 140 4,63
5 90 10 470 475 640 143 4,65
6 80 20 438 475 635 145 4,70
Разрез Sb2Se3-HoSe квазибинарный и относится к простому эвтектическому типу (рис. 3). Координаты эвтектики 70 мол% Sb2Seз и 800 К. Для определение границы твердых растворов синтезировали несколько сплавов из области, богатой, Sb2Seз (через 1 мол%HoSe), которые дополнительно отжигали при разных температурах в течение 350 ч, затем закаливали в ледяной воде и изучали их микроструктуры. В результате установлено, что растворимость на основе Sb2Seз при 800 К достигает 15 мол% а с понижением температуры она уменьшаются и при 300 К доходит до 10 мол%.
мол%Но8е
Рис.3. Диаграмма состояния системы Sb2Se3-HoSe
Разрез Sb2Se3-HoSe является неквазибинарным сечением тройной системы Но^Ь-Se (рис.4). Разрез Sb2Se3-HoSe пересекает два подчиненных треугольника Sb2Se3-Sb-HoSe и HoSb-Sb-HoSe. Кривые ликвидуса соответствуют началу совместной кристаллизации фаз а-твердых растворов и HoSe и соответственно.
мол%
Рис.4. Диаграмма состояния системы Sb2Se3- HoSb
Изотермическая линия при 950 К отражает тройной перитектическое образование HoSb2 по реакции
Ж+HoSb ^HoSb2+HoS e Изотермические линии при 650 К и 700 К отражают тройные эвтектические равновесия, имеющиеся в соответствующих подчиненных тройных системах, которые пересекает разрез Sb2Se3-HoSb.
Растворимость на основе Sb2Se3 при 650 К составляет 8 мол% и с понижением температуры уменьшается до 5 мол% при 300 К.
Литература
1. Абрикосов Р.Х., Панкина В.Ф., Порецкая Л.В. Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе.М.: Наука, 1975, 220 с..
2. Ярембаш Е.И., Елисеев А.А. Халькогениды редкоземельных элементов. М:, 1975, 275 с..
3. Диаграммы состояния двойных металлических систем. Справочник в 3т..Т.2/ Под общ.ред. Н.П.Лякишева.М.: Машин-е, 1997, 1024с.
4. Ильясов Т.М. Садыгов Ф.М. Закономерности фазообразования в системе AJXV1 - SmX (A-AS, Ab, Bi; X-S, Se, Te). Изв. АН СССР, Неорган. Материалы, 1990, т.25, №11, с.2276-2279
5. Мамедова С.Г., Садыгов Ф.М., Ильяслы Т.М. и др. Т-х-у диаграмма системы Ce-Bi-Te. // ЖНХ, 2009, т.54, №2, с.364-367.
