CC BY
0ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ 8Ь28ез - Рг8е
МАМЕДОВА САБА ГУСЕЙНХАН
к.х.н., Бакинский Государственный Университет, Баку, Азербайджан
ГАСАНОВА ЗИВЯР ТОФИГ
научный сотрудник, Бакинский Государственный Университет, Баку, Азербайджан.
СУЛТАНОВА САМИНА ГЕЙС
научный сотрудник, Бакинский Государственный Университет, Баку, Азербайджан.
ИСМАИЛОВ ЗАКИР ИСЛАМ
к.т.н., доц., Бакинский Государственный Университет, Баку, Азербайджан.
Аннотация: Методами дифференциально - термического анализа, рентгенофазового и микроструктурного анализов, а также измерением микротвердости, плотности исследован разрез 8Ъ28вз - Рг$е.
На основании результатов полученных вышеуказанными методами построена фазовая диаграмма системы 8Ъ28вз - Рг$е.
Установлено, что разрез является квазибинарными и относятся к простому эвтектическому типу. Эвтектика кристаллизуется при концентрации 10 мол% Рт$е и температуре 730К.
В системе на основе 8Ъ28вз образуется область твердых растворов. границы которых составляет ~ 4 моль % Рт$е при 300К, а при температуре эвтектики ~ 8 моль% Рг$е.
Ключевые слова: система, ликвидус, квазибинарные, эвтектика, температура
Введение:
Халькогениды состава Bv2Xз - Sb, Bi) ; Х = Se,Te) [1,13 ] и твердые растворы на их основе используются в качестве термоэлектрического материала при изготовлении п-ветвей термоэлектрических приборов халькогениды стибнита и висмута относятся к различным классам полупроводников в которых электронная структура компонентов сильно различается [1-3].
Получение на основе Sb2Seз, Sb2Teз Bi2Seз, Bi2Teз термоэлектрических материалов являются актуальной задачей, и требует фундаментальных поисков в указанной области. Поэтому исследование фазообразования тройных систем Ln- Bv -X (где Ln- Er; Bv-Sb, Bi; X-Se, Te) имеет научное и практичное значение [4-6]. Материалы и методы исследования:
Исходные образцы системы синтезировали из элементов высокой степени чистоты: Sb-марки B-4, Pr-металлический Прт-0, Se--А-4. Режим синтеза подбирали исходя из физико-химических свойств исходных компонентов.
Сплавы синтезировали ампульным методом в одно температурной вертикальной печи при 900-1770К Для получения равновесного состояния сплавы подвергали гомогенизирующему отжигу в вакуумированных кварцевых ампулах при температуре 50-70 К ниже солидуса в течение 600 ч.
Исследование проводили методами дифференциально-термического (ДТА), высокотемпературного дифференциально-термического (ВДТА), рентгенографического (РФА), микроструктурного (МСА) анализов и измерением микротвердости. При исследовании микроструктуры сплавов использовали травитель состава 0,1•K2Cr2O7•H2SO4+ H2O (1:1) Термический анализ проводили на пирометре марки НТР-73 и Термскоп-2. Точность ±5.0 (использовали Pt-Pt/Rh термопары).
Высокотемпературный термический анализ (ДТА) проводили на пирометре марки ВТА-987 (с использованием W-W/Re термопар). Рентгенофазовый анализ сплавов проводили на дифрактометре марки D2 Phaser и Bruker D8 с (CuK а-излучение). Микроструктурный анализ (МСА) проводили на микроскопе марки МИМ-7. Измерение микротвердости сплавов измеряли на приборе марки ПМТ-3 при нагрузке 10,20 г. Результаты и их обсуждение:
На основании результатов полученных вышеуказанными методами построена фазовая диаграмма системы Sb2Se3 - PrSe (рис.1).
T, K
mol, %
Рис. 1 Диаграммы состояния системы Sb2Se3 - PrSe Ликвидус системы состоит из двух ветвей первичной кристаллизации:а-твердого раствора и
соединения PrSe
Как видно из рисунка, что разрез является квазибинарными и относятся к простому эвтектическому типу. Эвтектика кристаллизуется при концентрации 10 мол% PrSe и температуре 730К.
В системе на основе Sb2Se3 образуется область твердых растворов. Для определения границы твердых растворов дополнительно синтезировали образцы при температурах 500,600,700К и закаляли на ледяной воде. В результате установили, что границы твердых растворов составляет ~ 4 моль % PrSe при 300К, а при температуре эвтектики ~ 8 моль% PrSe.
В системе новые тройные соединения не обнаружены.
Рис.3. Диаграммы состояния системы Pr -Bi2Te3 Этот разрез пересекает трех подчиненных треугольника: PrBi-PrTe-Bi, PrTe-Bi- Bi2Te3. Кривая ликвидуса данного разреза состоит из трех частей, которые отвечают первичным выделениям a-твердых растворов на основе Bi2Te3, PrTe и Pr. Изотермические линии при 700, 450 и 500 К отражают тройные эвтектические равновесия в соответствующих подчиненных
тройных системах, которые пересекают разрез Bi2Te3-Pr. В системе протекают семь
перитектические реакций:
1. L + PrTe ^ Pr4Te7 + PrTe (1100K)
2. L + Pr4Te7 ^ PrTe1,9 + PrTe (1000K)
3. L + PrTe1,9 ^ Pr2Te5 + PrTe (900K)
4. L + PrBi ^ PrBi2 + PrTe (950K)
5. L + а ^ BiTe + PrTe (750K)
6. L + BiTe ^ Bi2Te + PrTe (700K)
7. L + Bi2Te ^ Pr14Te6 + PrTe (600K)
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сб.Полупроводниковые вещества. Вопросы химической связи/Под ред. Жузе В.П., М:и.л., 1960, 268 с.
2. Гольцман Б.М., Кудинов В.А., Смирнов И.А. .Полупроводниковые термоэлектрические материалы на основе Bi2Te3. М:Наука, 1972, 320 с.
3. Ярембаш Е.И., Елисеев А.А. Халькогениды редкоземельных элементов. М:Наука, 1975, 260 с.
4. E.Cemoskova, R.Todorov, Z. Cermosek Et.a Thermal properties and the structure of amorphous Sb2Se3 thin film, J. Therm. Anal. Calorim. 2014, 118, 105-110
5. V.L Deringer, R.P. Stoffel, M. Wuttig and R. Dronskonoski Vibrational properties and bonding nature of Sb2Se3 and their implications for chalcogenides materials, Chem. Sci., 2015, 6, 52555262
6. Y.C. Chiu, T.N. Mandal, W.S. Yang et. al. Sb2Se3 sensitized inorganic-organic heterojunction solar cells fabricated using a single cource pcesurcor, Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53, 13291333
