CC BY
4
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРЕЗОВ ASTE-TM И TMTE-AS ТРОЙНОЙ СИСТЕМЫ TM-AS-TE.
DOI: 10.31618/ESU.2413-9335.2019.3.62.99' Ильяслы Теймур Маммад
д.х.н., проф., заведующий кафедры «Общей и неорганической химии Бакинский государственный университет, Баку, Азербайджан
Фатуллазаде Рахман Хасанага, магистр, кафедры «Общей и неорганической химии Бакинский государственный университет, Баку, Азербайджан
Джафарова Екана Керим к.х.н., доцент, кафедры «Общей и неорганической химии Бакинский государственный университет, Баку, Азербайджан
Исмаилов Закир Ислам к.т.н., доцент, кафедры «Общей и неорганической химии Бакинский государственный университет, Баку, Азербайджан
АННОТАЦИЯ.
Для установления характера химического взаимодействия и фазообразования комплексными методами физико-химического анализа исследованы сплавы разрезов AsTe-Tm и TmTe-As и исходные компоненты указанных разрезов. По результатам комплекс методов физико-химического анализа установлено, что сплав состава TmAsTe и сплавы концентрационной области 100-98,5 AsTe состоит из одной фазы.
Результаты анализов и построенные диаграммы показывают, что разрезы AsTe-Tm и TmTe-As является квазибинарным сечением тройной системы Tm-As-Te и в них образуется тройная промежуточная фаза состава TmAsTe плавящееся при 1525К.
ABSTRACT.
AsTe-Tm and TmTe-As and exhaust components of the cut-off cuts are used for complex chemical methods of chemistry interconnectivity and phase formation of physico-chemical analysis. The results of the physico-chemical analysis of the complex method are determined by the fact that the TmAsTe and concentration zone 100-98.5 AsTe consists of one phase.
The results of the analysis and published diagrams show that the AsTe-Tm and TmTe-As sections are quadruped with the quadrilateral troy system Tm-As-Te, and the three-phase phase of TmAsTe is formed at 1525K.
Ключевые слова: система, разрез, фаза, сплав, сечение, анализ
Keywords: system, section, phase, alloy, section, analysis
Введение
В развитии неорганической химии существенное значение имеют вопросы, связанные с синтезом и физико-химическим исследованием полупроводниковых соединений с ценными функциональными свойствами. Тройные соединения редкоземельных элементов (РЗЭ) обладают комплексом уникальных функциональных свойств, которые нашли техническое применение в различных областях современной техники [1-3,8,9]. Среди них имеются полупроводники, люминофоры, ферро и антиферромагнетики. Синтез и исследования некоторых тройных соединений с участием РЗЭ и халькогенидов хрома показали, что они обладают рядом специфических свойств и имеют определенные преимущества перед бинарными соединениями [4,5]. В литературе имеются отрывочные данные о характере взаимодействия в подобных системах [6,7].
Для обеспечения потребности техники наряду с двойными полупроводниками необходимо синтезировать многофункциональные тройные фазы. Выявление новых фаз и изучение их структуры, а также свойства является одним из основной актуальной задачи поставленных перед нами.
Цель исследования:
Целью настоящего исследования явилось установление характера химического взаимодействия в
тройных системах Tm-As-Te с изучением разрезов AsTe-Tm и TmTe-As
Материалы и методы исследования: В связи с этим нами исследован тройная система Tm-As-Te. Перед началом исследования система Tm-As-Te, была разделена на подчиненные системы и изучена отдельными разрезами. В представленной работе приводится результаты исследования разрезов Tm-AsTe и As-TmTe. Для синтеза сплавов были использованы исходные компоненты с высокой чистоты As-B 5, Te-B2 семикратной очисткой и Tm-марки А2. Синтез расплавов проводили ступенчато. Температура печи была повышена сначала до 450°С и при этой температуре выдерживали в течение 2-х часов, а затем температуру повысили до 1110°С. Выдерживали при этой температуре в течение 4 часов, а потом проводили процесс охлаждения печи вместе с образцом.
Дифференциально-термический анализ сплавов проводили на установке марки ВДТА-987М и термоскан-2.При исследовании высокотемпературной части системы образцы помещали в графитовый тигель и нагревали со скоростью 90 град/мин. Далее сплавы отжигали при температуре на 100 градусов ниже эвтектической температуры для получения равновесных сплавов. Сплавы измельчали
до пудрообразного состояния и прессовали в таблетки под давлением 200 кг/см2 и их выдерживали при 1230 К в течение 200-300 часов. Микроструктурный анализ сплавов проводили на метал микроскопе МИМ-7, микротвёрдость измеряли на установке ПМТ-3 под нагрузкой 20 гр. Рентгенфазовый анализ проводили на дифрактометре XRDD8 фирмы " Broker" на CuK а излучении.
Результаты исследования и их обсуждение:
разрез Тш-АзТе. Условия синтеза сплавов разреза показаны выше. На основании результатов полученных комплекс методом и физико -химического анализа была построена диаграмма состояния разреза Тт-АБТе тройной системы Тт-АБ-Те (рис 1).
Рис 1. Диаграмма состояния разреза AsTe-Tm.
Как видно из рисунка 1, что в системе образуется одно конгруэнтно плавящееся при 1525 К соединения состава ТтАБТе.
По результатам рентгенофазового анализа было обнаружены различия между дифракционными линиями исходных компонентов Тт, ЛБТе и сплавов, взятых в соотношение 1:1. На основании данных полученных комплекс методами физико-химического анализа установлено, что сплав состава ТтЛБТе и сплавы концентрационной области 100-98,5 АБТе состоит из одной фазы.
При измерения микротвёрдости сплавов, обнаружено три значения микротвёрдости сплавов системы соответствующих составу ТтЛБТе отличается от микротвердости исходных компонентов и равна 285 кг/ мм2-. Для ЛБТе микротвердость составляет 95 кг/мм2, а для Тт составляет-455 кг/мм2. Из диаграммы состояния разреза видно, что на основании соединения ТтЛБТе и ЛБТе существует промежуточная и граничная фаза. Область растворимости на основе АБТе составляет 1,5ат. % Тт, а на основе соединения TmAsTe соответствует в интервале 48,5-51 моль%, при комнатной температуре, а на основе Тт практически растворимость не
обнаружено. С понижением температуры граница растворимости на основе соединения сужается. Эвтектическая горизонталь соответствует 525 К и 790 К содержащий 12 и 64 ат. % тулия у-фаза показывает двухсторонный областъ растворимости TmAsTe. Результаты анализов и построенная диаграмма показывает, что разрез Tm-AsTe является квазибинарным сечением тройной системы Тт-ЛБ-Те.
Разрез Аз-ТшТе. На основе триангуляции было выявлено, что разрез АБ-ТтТе является квазибинарным и в точке пересечения с другим квазибинарным разрезом Тт- АБТе образуется тройная соединения состава ТтАБТе.
ТтАБТе являясь конгруэнтно плавящимся соединением и участвует при разделения тройной системы Тт-АБ-Те на подчиненные тройные системы. Сплавы разреза синтезированы и исследованы подобно разреза Тт-АБТе. По результатам исследований сплавов системы была построена её диаграмма состояния.( рис 2).
Рис 2. Диаграмма состояния разреза As-TmTe.
Как видно из диаграммы состояния образующееся соединение TmAsTe имеет температуру плавления равную 1525 К. Установлено границы гомогенности и а фазы на основе соединения и исходного компонента TmTe составляющего ~2 ат. % As. Координаты эвтектики в системе следующие: е1 19 моль% TmTe 655 К и е2 64 моль % TmTe- 980 К.
В результате рентгенофазового анализа учитывая принцип гомологии были рассчитаны параметры кристаллической решётки соединения TmAsTe. Установлено, что соединения кристаллизуется в ромбической сингонии с параметрами, а=0,745нм, Ь=4,01нм и с=0,97 нм соединения кристаллизуется в ромбической сингонии.
Выводы:
Установлено, что соединение TmAsTe кристаллизуется в ромбической сингонии с параметрами, а=0,745нм, Ь=4,01нм и с=0,97 нм.
Построена диаграмма состояния системы TmAsTe и As -TmTe и выявлено, что разрезы AsTe-Tm и TmTe-As является квазибинарным сечением тройной системы Tm-As-Te и участвуют в триангуляции тройной системы.
Литература:
1. А.А. Елисеев. Хальколантанаты редких элементов. М.; «Наука» 1989, 288с.
2. П.Г. Рустамов, О.М.Алиев /Редкоземельные полупроводники/ (Под ред. В.П. Жузе, П.Г. Руста-мова. Баку: Элм,1981, с.93-133
3. Ю.Д. Третьяков, В.И. Путляев / Введение в химию твердофазных материалов/: учебное пособие. Химия ,2013, 253с.
4. Н.В. Мамедов, А.В. Эйнуллаев, Р.З. Сады-хов, А.Б. Агаев. /Синтез и магнитные свойства соединений типа Cr2bn6Sn (Ln - Gd, Tb, Er, Ho) /. Неорганические материалы, том 36, №1, Москва, 2000.с. 10-11,
5. Ф.И.Рустамлы. /Физико-химическое исследование тройной системы Yb-Cr-S/. Дисс. на со-иск. уч. ст. к.х.н., Баку, 2002, 22с.,
6. А.В.Русейкина /Структура соединений EuLnCuS3 (Ln=La-Nd, Sm), фазовые диаграммы систем Cu2S-EuS, EuS-Ln2S3, EuS-Ln2S3-Cu2S (Ln=La, Nd, Gd), термохимические характеристики фазовых превращений/Дисс.на соис. уч.ст. к.х.н., Тюмень,2011,199 с,
7. А.В. Эйнуллаев, Р.З. Садыхов, А.Б. Агаев. /Синтез и магнитные свойства соединений типа Cr2Ln6Sn (Ln-Gd,Tb,Er,Ho)/ Неорганические материалы, том 36, №1, Москва, 2000, с. 10-11,.
8. Chemical Intercalation f Zerovalent into 2D Layered Bi2Se3 Nanoribbons/Kristie J.Koski [et.all]/Journal of the American Chemical Society.2012, Vol.134, pp.13773-13779.
9. p-Type Bi2Se3 for topological insulator and low-temperature thermoelectric applications/Hor, Y.S.[ et.al]/Phys.Rev.2009-B 79 (19) 5208.
