CC BY
13ISSN 1606-867Х (Print) ISSN 2687-0711 (Onine)
Конденсированные среды и межфазные границы
https://journals.vsu.ru/kcmf/ Оригинальные статьи
Научная статья
УДК 546(561.722.682.22)
https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3293
Поверхность ликвидуса квазитройной системы Cu2S-In2S3-FeS
И. Б. Бахтиярлы, Р. Дж. Курбанова, Ш. С. АбдуллаеваИ, З. М. Мухтарова, Ф. М. Маммадова
Институт катализа и неорганической химии, НАНАзербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку AZ-1143, Азербайджан
Аннотация
Проекция поверхности ликвидуса квазитройной системы Cu2S-In2S3-FeS была построена по результатам проведенных экспериментальных исследований по квазибинарным и неквазибинарным сечениям, а также по данным о двойных системах, составляющих тройную систему. Каждое сечение в отдельности (шесть квазибинарных и четыре неквазибинарных) было исследовано комплексными методами физико-химического анализа: дифференциально термического, рентгенофазового и микроструктурного.
Установлено, что в квазитройной системе Cu2S-In2S3-FeS имеется шесть полей первичной кристаллизации отдельных фаз, 11 кривых моновариантного равновесия, по которым происходит совместная кристаллизация двух фаз. Экстраполяцией направления кривых моновариантного равновесия получены точки нонвариантного равновесия. Тройная система Cu2S-In2S3-FeS характеризуется 17 точками нонвариантного равновесия, из них Е1-Е5 являются точками тройной эвтектики.
Диаграмма проекции поверхности ликвидуса характеризуется тремя полями кристаллизации исходных компонентов (Cu2S, I^S3, FeS), четырьмя полями двойных соединений и одним полем сложного соединения (CuFeln^). Так как для квазибинарного разреза CuIn5S8-FeIn2S4 наблюдается полная растворимость исходных компонентов в жидком и твердом состояниях, поля первичной кристаллизации CuIn5S8, FeIn2S4 отсутствуют, их заменяет неограниченный твердый раствор на основе этих компонентов.
В тройной системе Cu^-In2S3-FeS самыми обширными являются поля первичной кристаллизации Cu2S, FeS и CuInS2. Приведены реакции моновариантных равновесий.
Ключевые слова: система, квазитройная, эвтектика, разрез, ликвидус, сечение
Благодарности: работа выполнена при финансовой поддержке Фонда Развития Науки при Президенте Азербайджанской Республики - Грант № EIF/MQM/Elm-Tehsil-1-2016-1(26)-71/15/1.
Для цитирования: Бахтиярлы И. Б., Курбанова Р. Дж., Абдуллаева Ш. С., Мухтарова З. М., Маммадова Ф. М. Поверхность ликвидуса квазитройной системы Cu2S-In2S3-FeS. Конденсированные среды и межфазные границы. 2021;23(1): 000-000. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3293
For citation: Bakhtiyarly I. B., Kurbanova R. J., Abdullaeva Sh. S., Mukhtarova Z. M., Mammadova F. M. Liquidus surface of the quasiternal system Cu2S-In2S3-FeS. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy = Condensed Matter and Interphases. 2021;23(1): 000-000. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3293
И Абдуллаева Шахри Сейфалы кызы, e mail: [email protected] © Бахтиярлы И. Б., Курбанова Р. Дж., Абдуллаева Ш. С., Мухтарова З. М., Маммадова Ф. М., 2021
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.
1. Введение
Квазитройная система Cu2S-In2S3-FeS является объектом исследования настоящей работы.
Система Cu2S-In2S3-FeS образована бинарными соединениями, плавящимися конгруэнтно [15]. Соединение Cu2S существует в виде трех модификаций: до 376 К стабильна низкотемпературная модификация a-Cu2S; в интервале температур 376-708 К существует форма ß-Cu2S гексагональной сингонии; выше 708 К - g-Cu2S с ГЦК структурой, плавится при 1402 К [6-8].
Соединение In2S3 также существует в нескольких структурных модификациях и относится к полупроводниковым материалам типа A2ihB3vi. Это соединение является широкозонным полупроводником. В последнее годы к нему привлечено внимание исследователей как к материалу «окна» в тонкопленочных фо-товольтаических приборах с целью замещения CdS. Используется оно в оптоэлектронике для создания фоточувствительных гетерострук-тур, микроэлектронике, солнечной энергетике как материал, обладающий рядом уникальных свойств [9, 10].
Сульфиды железа в основном встречаются в виде природных соединений. Они на протяжении многих лет вызывают большой интерес исследователей, так как обладают разнообразием кристаллических структур и фазовых превращений, а также необычными электрическими и магнитными свойствами [11]. В них наблюдаются фазовые переходы типа металл-изолятор, переходы в сверхпроводящее состояние и др. FeS используется в некоторых областях техники, и еще одним развивающимся приложением является замена кремния в солнечной фотоэлектрической промышленности [12].
В связи с этим изучение закономерностей физико-химического взаимодействия и фазоо-бразования, происходящими между указанными халькогенидами, имеет особые научный и практический интересы и позволяет разработать новые многофункциональные материалы на их основе.
В литературе имеется множество работ, посвященных бинарным халькогенидным соединениям - Cu2S, FeS, In2S3 [13-15], которые были необходимы при обсуждении полученных результатов в настоящей работе.
Следует отметить, что сведения по изучению тройной системы в литературе отсутствуют. Однако имеются литературные данные об изучении двух квазибинарных разрезов (CuIn5S8-
FeIn2S4, CuInS2-FeS [16-18]). Нами был исследован разрез CuInS2-FeS [21].
Цель работы заключается в построении проекции поверхности ликвидуса системы Cu2S-In2S3-FeS: в установлении положения полей первичной кристаллизации фаз в системе, составлении уравнений нонвариантных фазовых превращений, определении характера взаимодействий в подчиненных треугольниках.
2. Экспериментальная часть
Для выполнения экспериментальной части при изучении системы Cu2S-In2S3-FeS нами был использован комплекс методов физико-химического анализа: дифференциально-термический (ДТА), микроструктурный (МСА), рентгенофазо-вый (РФА), а также измерение микротвердости и определение плотности [21]. ДТА изучали с помощью прибора марки Jupiter STA 449 F3 (фирмы NETZSCH, Германия) в системе синхронтермиче-ского анализа. Точность определения термических эффектов составляла 0.10-0.15 К/град. РФА образцов проводился на рентгенодифрактоме-тре «D2 Phaser» (Bruker, Германия). Микротвердость фаз в сплавах измеряли по известной методике [19] на приборе ПМТ-3. Нагрузка на алмазную пирамиду составляла 0.01-0.02 Н. Исследования микроструктуры осуществляли на металлографическом микроскопе МИМ-8. Плотность определяли при температуре 300 К пикно-метрическим методом (наполнитель - толуол).
Синтез образцов проводили из элементов (железо восстановленное, индий марки In - 000, медь чистоты - 99.999 %, сера о.с.ч. - 99.9999 %) в эвакуированных до 1.33 Па и запаянных кварцевых ампулах длиной 15-18 см диаметром 1.5 см прямым ампульным методом в однотемператур-ной печи с применением перемешивания образцов. Перед загрузкой в электрическую печь ампулы нагревали до 800 К, затем их с образцами постепенно погружали в печь, поднимая температуру на 50-70 °С выше температуры плавления. Расплав выдерживали при этой температуре в течение 7 часов. Процесс повторялся несколько раз. Затем ампулу закаляли в ледяной воде. Далее слиток был подвергнут гомогенизирующему отжигу. Гомогенизирующий отжиг проводили при температуре 900 К в течение 200 ч.
3. Результаты и их обсуждение
Для более полного понимания процессов, протекающих в квазитройной системе Cu2S-
мы исследовали следующие квазибинарные и неквазибинарные сечения: Си1^2-FeIn2S4, Си31п^9^е1п^4, Cu3In5S9-CuFeIn3S6, CuFeIn3S6-FeS, CuInS2-FeS квазибинарные;
(^Ч.^31^^^ (5Си2^0.16(31П2^)0.84-МП2^
(5Си2^0.350(3Ч^)0.650-(7.5 ^Ч^3 4^0.650 неквазибинарные.
Из изученных разрезов только в разрезе Си1^2^е1п^4 была обнаружена сложная фаза -соединение состава С^е1п^6, которое участвует в триангуляции квазитройной системы Си^-1п2$3^е$. Ниже приводится краткое описание изученных разрезов квазитройной системы
Разрез CuInS2-FeIn2S4 является квазибинарным сечением тройной системы Си2$-1п2$3^е$. Обнаружено соединение состава С^е1п^6 при соотношении компонентом 1:1, которое плавится конгруэнтно при температуре 1365 К. Координаты эвтектических точек - 31 мол. % и 68 мол. % FeIn2S4 при температурах 1240 и 1290 К соответственно.
На основе исходных компонентов и соединения состава С^е1п^6 имеет место растворимость. Уточнены границы твердых растворов и установлено, что образующиеся твердые растворы на основе модификаций соединения Си1^2 (а, р, у), доходят до 12 мол. % FeIn2S4 при 300 К, и 20 мол. % FeIn2S4 при 1175 К [20].
Разрез Си31п^9-С^е1п^6 является квазибинарным сечением тройной системы. Фазовая диаграмма ее относится к простому эвтектическому типу. Состав эвтектики отвечает 55 мол. % С^е1п^6 при температуре 1200 К. Растворимость на основе Си31п^9 при 900 К составляет 13 мол. % С^е1п^ 6, а при 1200 К - 20 мол. % С^е1п^6.
Разрез CuInS2-FeS является квазибинарным сечением [21] тройной системы Си^- 1п2$3^е$. Ликвидус разреза состоит из ветвей первичной кристаллизации а, р, у модификации соединения Си1^2. Под влиянием FeS температура фазового перехода уСи1^2 ^ рСи1^2 уменьшается и относится к эвтектоидному типу. Кристаллизация сплавов заканчивается при 1130 К и 50 мол. % по реакции ж (е) ^ а + FeS.
Выявлено, что в растворимость доходит до 12 мол. % FeS при комнатой температуре (300 К) [21].
Разрез Си1п^8^е1п^4 - квазибинарный. На основе исходных компонентов Си1п^8 и FeIn2S4 наблюдается их полная растворимость в жид-
ком и твердом состоянии. Ликвидус разреза состоит из одной кривой первичной кристаллизации а-твердого раствора. Ниже линии соли-дуса непрерывный ряд а-твердого раствора затвердевает.
Полученные нами данные хорошо согласуются с результатами авторов, исследовавших систему Си1п^8^е1пД [16].
Разрез Си31п^9^е1п^4 - квазибинарный эвтектического типа. Совместная кристаллизация ветвей твердых растворов на основе исходных компонентов происходит при составе 42 мол. % FeIn2S4 при температуре 1150 К. Растворимость на основе Си31п^9 при комнатной температуре составляет 3 мол. % FeIn2S4, а на основе FeIn2S4 - 5 мол. %.
Разрез CuFeIn3S6-FeS является квазибинарным сечением тройной системы с простой эвтектикой. Совместная кристаллизация исходных компонентов заканчивается при температуре 1100 К и имеет состав 30 мол. % FeS. Имеется растворимость на основе обоих компонентов.
Разрез (5си2^0,50(7.5^)050-(5Си^)016(31п^3)0 84 (е6-е2) является неквазиби-нарным сечением (рис. 1). Это сечение тройной системы пересекает поля подчиненных тройных систем Cu2S-CuInS2-FeS, Си1п$2-С^е1п3$6^е$, Си1^2-Си31п^9-С^е1п^6; Си31п^9-С^е1п^6-FeIn2S4 и Си1^2^е1п^4-Си1п^8. Поэтому его фазовая диаграмма состоит из пяти самостоятельных частей. Ликвидус разреза представляет собой четыре ветви первичного выделения а, у, а, 8-фаз. Часть разреза в интервале концентрации 0-61 мол. % (5Cu2S)050(7.5FeS)0 50 проходит через подчиненную тройную систему Си^-Си1^2-FeS. В этой части разреза имеется одно тройное эвтектическое (Е5) равновесие при 990 К. Вторая часть разреза пересекает вторичную тройную систему Си1^2- С^е1п3$6^е$ в интервале 61-79 мол. % (5Си^)016(31п^3)0 84, где образуется нонвариантная эвтектическая реакция:
ж ^ у(Си1^2) + у1(FeS) + 8(С^е1п^6).
В третьей части разреза кристаллизация сплавов заканчивается затвердеванием тройной эвтектики в точке Е2 при 1100 К (рис. 2).
Разрез (5Си2 ^ 0.350(31п2 S з ) 0.650 —
(7.5FeS)o.ЗSo(3In2S3)
0.650 (с Ф. Для изучения про
цессов, протекающих в составных треугольниках: Cu2S-CuInS2-FeS, CuInS2-CuFeIn3S6-FeS, С^е1п3$6^е1п2$4^е$, а также установления состава и температуры тройных нонвариант-ных точек изучено взаимодействие в разре-
И. Б. Бахтиярлы и др.
Оригинальные статьи
Рис. 1. Фазовая диаграмма системы 5(Cu2S) 7.5(FeS) -5(Cu2S)0 163(In2S3)0
40, 60 mol
Рис. 2. Фазовая диаграмма системы 5(Cu2S)0333(In2S3)067-5(FeS)0303(In2S3)070
И. Б. Бахтиярлы и др.
Оригинальные статьи
зе (5Си28)0.з50(31п283)0.650-С7.5Ре8)0.з50(31п28з)0.650. Разрез - неквазибинарный, пересекает две обширные области первичной кристаллизации. Его ликвидус изображается двумя кривыми первичной кристаллизации компонентов
(5Си2Ч.350(31П2^0.650 и ^^аЗЮ^^Я). ЧастЬ
разреза в интервале концентрации 0-68 мол. % (7^е$)0350(31п2$3)0 650 проходит через тройную систему Cu2S-CuInS2-FeS. В этой части разреза имеется одно тройное эвтектическое равновесие Е5 при 990 К. Вторая часть разреза в интервале концентраций 68^84 мол. % (7.5FeS)0 350(31п^3)0650 проходит через тройную систему Си1^2-С^е1п3$6^е$, где равновесие заканчивается при температуре 1030 К в тройной эвтектике Е4. Третья часть разреза пересекает тройную систему FeIn2S4-CuFeIn3S6-FeS в интервале концентрации 84-0 мол. % (7^е$)0 350(31п2$3)0 650. Здесь также имеет место одно тройное эвтектическое равновесие Е3.
В зависимости от концентрации ниже линии солидуса разрез представляет собой механическую смесь трех фаз.
р а з р е з (5си2 в) о.33(31п2 в 3) 0 67 -(7^е8)0 30(31п283)070 (а-Ь) является неквази-бинарным сечением квазитройной системы
Си2$-1п2$3^е$, которое пересекает три вторичных треугольника (рис. 2).
Фазовая диаграмма состоит из трех частей. Ликвидус системы, проходящий через подчиненную систему Си1^2-Си31п^9-С^е1п^6, состоит из первичной кристаллизации высокотемпературной модификации а^Си^п^). Кристаллизация в этой части заканчивается при температуре тройной эвтектики Е1 (1150 К). Ликвидус системы, проходящий через подчиненную систему Си31п^9-С^е1п^6^е1п^4 состоит из двух ветвей: первичной кристаллизации 8-модифи-кации соединения С^е1п^6 и а-твердого раствора на основе FeIn2S4.
Окончательная кристаллизация происходит при 1100 К - температуре тройной эвтектики (Е2).
Третья часть разреза пересекает фазовый треугольник С^е1п3$6^е1п2$4^е$. Здесь имеет место одна точка тройной эвтектики Е3. Ликвидус этой части состоит из ветвей первичной кристаллизации твердого раствора о^еВД^иВД,.
разрез (^^е^зДЗ^в 3) 0Л14-(5Си2в)083(31п2в3)017 (D4-e4) является неквази-бинарным сечением тройной системы. Фазовая диаграмма его состоит из трех частей (рис. 3).
(5Cu,S)„
Рис. 3. Фазовая диаграмма системы (FeS)0 286 3(1п^3)0 714-5(Cu2S)0 833(In2S3)017
И. Б. Бахтиярлы и др.
Оригинальные статьи
Ликвидус разреза состоит из кривых первичной кристаллизации а-, 8- и у-фаз твердых растворов на основе соединения Си31п5$9, FeIn2S4 и твердого раствора у-фазового перехода Си1^2 соответственно. В разрезе имеются три тройные эвтектические превращения Е3, Е4, Е5. Приводим реакции, протекающие в этих нонвари-антных эвтектических точек, как:
ж ^ 8(CuFeIn3S6)+ а^еЬД) + у1(FeS) Е3 ж ^ у(CuInS2) + у1(FeS) + 8(С^е1п3£6) Е4
ж ^ a1(Cu2S) + g(CuInS2) + g1(FeS)
Ес
3.1. Проекция поверхности ликвидуса
По квазибинарным разрезам (их 6), которые являются триангулирующими секущими, квазитройная система Си2$-1п2$3^е$ триангулируется на шесть подчиненных треугольников:
1. Си31п5$9- Ы^^еЫД
2. -О^еЬ^
3. С^е1п^, -О-ищ^^еЫ,,S,
3 6 3 5 9 2 4
4. Cu2S-CuInS2-FeS
5. Си1^„-С^е1п^, -FeS
2 3 6
6. CuFeIn_S,-FeIn,)S.-FeS
3 6 2 4
Каждая из них может быть представлена в отдельности как самостоятельная тройная система.
Ниже приводится характер химического взаимодействия по отдельным вторичным тройным системам.
Система Си31п^9-1п^3^е1п^4
Квазибинарный разрез ЬдС^п^)-Б4^е1п^4), в котором образуется непрерывный ряд твердого раствора, не участвует в триангуляции тройной системы. Поэтому кристаллизация в системе Cu3In5S9-In2S3-FeIn2S4 заканчивается не в тройной нонвариантной точке, а в кривых е1р1 и е2е7 в двойной нонвариантной точке. Моновариантная кривая е1р1 характеризует равновесие:
ж ^ р(^) + аКСШп^-^еВДх], а кривая е2е7.
ж ^ аКСШп^Х-^еадх] + а^^)
CuInS2-Cu3InsS9-CuFeIn3S6
В этом составном треугольнике происходит одно эвтектическое превращение, поэтому данная система характеризуется наличием одной нонвариантной точкой Е1, где протекает реакция:
ж ^ а1(Cu3In5S9) + 8(С^е1п^6)+ у(CuInS2).
Поле кристаллизации этой системы в основном представлено областями (5), Cu3In5S9 (3), (4).
В нонвариантной точке Е1 сходятся три кривые моновариантного равновесия: е3Е1, е8Е1 е9Е1 при температуре 1150 К
Система С^еЫ^-Си^п^^еЫ^
Ликвидус этой системы представлен полями С^Ы^, CuFeIn3S6, a(FeIn2S4)1-х(CuIn5S8)х, разделенными кривыми моновариантного равновесия е8Е2, е7Е2, е 10Е2.
Система характеризуется одной нонвариант-ной точкой Е2, где сходятся эти кривые моновариантного равновесия, и химическая реакция здесь протекает при температуре 1150 К:
ж ^ а^С^Ы^) + 8(CuFeIn3S6) + + аре^^^х] (Е2).
Система Си£ -CuInS2-FeS
Поверхность кристаллизации этой вторичной системы занимают поля Сц^, CuInS2, FeS. В этом составном треугольнике происходит одно эвтектическое превращение Е5, и здесь протекает следующая химическая реакция:
ж ^ a1(Cu2S) + у(СШ^2) + у1(FeS)
В этой точке сходятся три кривые моновариантного равновесия е4Е5; е6Е5 и Е5е12, которые разграничивают поля Сu2S, и FeS.
Система CuInS2-CuFeIn3S6-FeS
В этой вторичной тройной системе протекает только одно эвтектическое превращение Е4. Сходятся в этой точке моновариантные кривые е9Е4, е12Е4, е11Е4. В нонвариантной точке Е4 при температуре 1030 К совместно кристаллизуются три фазы FeS.
Система CuFeIn_S,-FeIn.,S,-FeS
3 6 2 4
Поле этой вторичной системы, в основном, занято областью FeS, а также полями CuFeIn3S6 и (FeIn2S4)1-x(CuIn5S8)x. На трех сторонах этого треугольника протекает только эвтектическое превращение. В этом составном треугольнике имеет место одна нонвариантная эвтектическая точка Е3 при температуре 1070 К, где сходятся три кривые моновариантного равновесия: еloЕз, еllЕз, е5Е3.
В этом составном треугольнике протекает следующая химическая реакция:
ж ^ 8(С^еЫ^6 + a[(FeIn2S4)1 х(СШп^8)х] + + Уl(FeS) (Е3)
Построение проекции поверхности ликвидуса тройной квазитройной системы Сц^- 1п^3-FeS (рис. 4) осуществлено на основании данных по фазовым равновесиям в двойных системах, составляющих тройную систему, и ряда экспериментально изученных внутренних раз-
Рис. 4. Поверхность ликвидуса системы Cu2S-In2S3-FeS
резов, краткие характеристики которых приведены выше.
Диаграмма проекции поверхности ликвидуса характеризуется тремя полями кристаллизации исходных компонентов (рис. 2). (Си^, 1п^3, FeS), четырьмя полями двойных соединений и одним полем сложного соединения (С^е1п^6).
Так как в квазибинарном разрезе Си1п^8-FeIn2S4 наблюдается полная растворимость исходных компонентов в жидком и твердом состояниях, поля первичной кристаллизации Си1п^8 и FeIn2S4 отсутствуют, их заменяет неограниченный твердый раствор на основе этих компонентов.
Область твердого раствора, имеющая место в разрезе Си1п^8^е1п^4, занимает часть кристаллизационного поля вторичных тройных систем
CuIn5S8-FeIn2S4-
Cu3In5S9 и In2S3-
CuIn5S8-FeIn2S4.
В тройной системе имеются 7 полей первичной кристаллизации отдельных фаз. В тройной системе Си2$-1п2$3^е$ самыми обширными являются поля первичной кристаллизации Си^ (6), FeS (7) и Си1^2 (5).
Разграничивающие поля первичной кристаллизации линии моновариантных равновесий пересекаются в тройных нонвариантных точках (табл. 1 и 2).
4. Выводы
В системе имеются 5 точек нонвариантного равновесия, которые являются точками тройной эвтектики, а кривых моновариантного равновесия всего девять. Температуры и составы найденных нонвариантных точек были сопоставлены с данными, полученными при изучении неквазибинарных разрезов, а также с термограммами сплавов вблизи предполагаемых точек.
Таким образом, впервые была построена проекция поверхности ликвидуса квазитройной системы Cu2S-In2S3-FeS. В ней установлены области первичной кристаллизации фаз, а также координаты всех нон - и моновариантных равновесий.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что у них нет известных финансовых конфликтов интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.
Список литературы
1. Tomashik V. Cu-In-S (Copper - Indium - Sulfur). Non-Ferrous Metal Systems. 2006;V11C1(1): 1-19. https://doi.org/10.1007/10915981_24
Таблица 1. Нонвариантные реакции в квазитройной системе Cu2S
-In2S3-FeS
Символы Равновесия Составы, % T, K
5Cu2S 3In2S3 7.5FeS
e1 ж o ß(In2S3) + a(D1)(CuIn5S8) 7.00 93.00 - 1340
e2 ж o a(Dl)(CuIn5S8) + a^XC^In^) 16.00 84.00 - 1330
e3 ж o CT1(D2)(Cu3In5S9) + Y(D3)(CuInS2) 33.00 67.00 - 1345
e4 ж o a1(Cu2S) + Y(D3)(CuInS2) 77.00 23.00 - 1260
e5 ж o a(D4)(FeInS4) + Yl(FeS) - 51.00 49.00 1375
e6 ж o a1(Cu2S) + Y1(FeS) 52.00 - 48.00 1200
e7 ж o a^XC^In^) + a(D4)(FeInS4) 15.50 72.50 12.00 1150
e8 ж o a^XC^In^) + S^XCuFeI^) 22.00 70.00 8.00 1200
e9 ж o Y(D3)(CuInS2) + 5(D5)(CuFeIn3S6) 25.50 66.00 8.500 1285
e10 ж o 5(D5)(CuFeIn3S6) + a^XFeInS^ 12.00 69.00 19.00 1290
e11 ж o 5(D5)(CuFeIn3S6) + Y1(FeS) 12.50 46.50 41.00 1100
e12 ж o Y(D3)(CuInS2) + Y1(FeS) 18.50 31.50 50.00 1130
E! ж o al(D2)(Cu3In5S9) + S^XCuFeI^) + Y(D3)(CuInS2) 24.00 68.00 8.00 1150
E2 ж o al(D2)(Cu3In5S9) + Sp^CuFeI^) + aftD^JD^ 16.00 71.50 12.50 1100
E3 ж o 5(D5)(CuFeIn3S6) + a^D^JD^ + Yl(FeS) 7.00 58.00 35.00 1070
E4 ж o Y(D3)(CuInS2) + Y1(FeS) + 5(D5)(CuFeIn3S6) 17.50 45.00 37.50 1030
E5 ж o a1(Cu2S) + Y(D3)(CuInS2)+ Y1(FeS) 38.50 18.50 43.00 1090
Таблица 2. Моновариантные реакции в квазитройной системе Cu2S-In2S3-FeS
Символы Равновесия T, K
e2 e7 E2 ж o a(CuIn5S8)l.x(FeIn2S4)x + a^In^) 1330-1150-1100
e3 E ж o a1(Cu3In5S9) + Y(CuInS2) 1345-1150
E e E ж o a1(Cu3In5S9) + 5(CuFeIn3S6) 1150-1200-1100
E1 e9 E4 ж o 5(CuFeIn3S6) + Y(CuInS2) 1150-1285-1030
E4 e12 E5 ж o Y(CuInS2) + Y1(FeS) 1030-1130-1090
e4 E5 ж o Y(CuInS2) + a1(Cu2S) 1260-1090
e6 E5 ж o a1(Cu2S) + Y1(FeS) 1200-1090
E4 e11 E3 ж o 5(CuFeIn3S6) + Y1(FeS) 1030-1100-1070
e5 E3 ж o a(CuIn5S8)l.x(FeIn2S4)x + Yl(FeS) 1375-1070
E e E П2 C10 П3 ж o a(CuIn5S8)1-x(FeIn2S4)x + 5(CuFeIn3S6) 1100-1315-1070
e1 P1 ж o ß(In2S3)+ ^CuIn^UFeIn^x 1340-1305
e2e7 ж - a^uM^)^^^)^ al(CU3In5S9) 1330-1150
2. Binsma J. J. M., Giling L. J., Bloem J. Phase relations in the system Cu2S-In2S3. Journal of Crystal Growth. 1980;50(2): 429-436. https://doi. org/10.1016/0022-0248(80)90090-1
3. Рустамов П. Г., Бабаева П. К., Аллазов М. Р.
Диаграмма состояния разреза FeS-In2S3. Журнал
неорганической химии. 1979;24(8): 2208-2211.
4. Raghavan V. Fe-In-S (Iron - Indium - Sulfur). Journal of Phase Equilibria. 1998;19(3): 270. https:// doi.org/10.1361/105497198770342337
5. Manual G. J., Patino F., Salinas E. Medición del contenido calórico de la mata de cobre (Cu2S-FeS) usando un calorímetro de gota. Revista de la Sociedad Química de Mexico. 2001;45(1): 13-16. Режим
И. Б. Бахтиярлы и др. Оригинальные статьи
доступа: https://www.researchgate.net/publica-tion/26465784_Medirion_del_contenido_calorico_de_ la_mata_de_cobre_Cu2S-FeS_usando_un_calorimet-ro_de_gota
6. Patil M., Sharma D., Dive A., Mahajan S., Shar-ma R. Synthesis and characterization of Cu2S thin film deposited by chemical bath deposition method. Procedia Manufacturing.2018:20: 505-508. https://doi. org/10.1016/j.promfg.2018.02.075
7. Li S., Wang H., Xu W., Si H., Tao X., Lou S., et al. Synthesis and assembly of monodisperse spherical Cu2S nanocrystals. Journal of Colloid and Interface Science. 2009;330(2): 483-487. https://doi. org/10.1016/j.jcis.2008.10.062
8. Kozer V. R., Parasyuk O. V. Phase equilibria in the quasi-ternary system Cu2S-In2S3-CdS. Chemistry of Metals and Alloys. 2009;2(1/2): 102-107. https://doi. org/10.30970/cma2.0087
9. Gorai S., Guha P., Ganguli D., Chaudhuri S.. Chemical synthesis of b-In2S3 powder and its optical characterization. Materials Chemistry and Physics. 2003;82(320): 974-979. https://doi.org/10.1016/)'. matchemphys.2003.08.013
10. Боднар И. В., Полубок В. А., Рудь В. Ю., Рудь Ю. В. Фотоэлектрохимические ячейки на монокристаллах In2S3. ФТП. 2003;37(11): 1346-1348. Режим доступа: https://journals.ioffe.ru/articles/ viewPDF/5403
11. Mitsui H., Sasaki T., Oikawa K., Ishida K. Phase equilibria in FeS-XS and MnS-XS (X=Ti, Nb and V) systems. ISIJ International. 2009;49(7): 936-941. https://doi.org/10.2355/isijinternational.49.936
12. Terranova U., de Leeuw N. H. Phase stability and thermodynamic properties of FeS polymorphs. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2017;111: 317-323. https://doi.org/10.1016Zj.jpcs.2017.07.033
13. Thomere A., Guillot-Deudon C., Caldes M. T., Bodeux R., Barreau N., Jobic S., Lafond A. Chemical crystallographic investigation on Cu2S-In2S3-Ga2S3 ternary system. Thin Solid Films. 2018;665: 46-50. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2018.09.003
14. Hurman Eric R. Activities in CuS-FeS-SnS melts at 1200. Metallurgical Transactions B. 1993;24(2): 301-308. https://doi.org/10.1007/bf02659132
15. Womes M., Olivier-Fourcade J., Jumas J.-C., Aubertin F., Gonser U. Characterization of the single phase region with spinel structure in the ternary system In2S3-FeS-FeS2. Journal of Solid State Chemistry. 1992;97(2): 249-256. https://doi.org/10.1016/0022-4596(92)90032-q
16. Олексеюк I. Д., Парасюк О. В., Козер В. Р. До-слiдження систем типу Cu(Ag)In5S8 - FeIn2S4. Науко-вий вкник Волинського нацiонального ушверсите-ту iм. Лесi Украшки: Хiмiчнi науки. 2009;24: 3-8.
17. Мирзоева Р. Дж., Шихалибейли Ш. Ш., Алла-зов М. Р. Исследование полупроводниковой системы
CuInS2-FeS. Физико-химические процессы в конденсированных средах и на межфазных границах. Материалы VII Всеросийской конференции, 10-13 ноября 2015, Воронеж. Научная книга; 2015. с. 371.
18. Trukhanov S. V., Bodnar I. V., Zhafar M. A. Magnetic and electrical properties of (FeIn2S4)1x(CuIn5S8)x solid solutions. Journal of Magnetism "and Magnetic Materials. 2015;379: 22-27. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.10.120
19. Глазов В. М., Вигодорович В. К. Микротвердость металлов и полупроводников. М.: Металлургия; 1969. 248с.
20. Abdullayeva Sh. S., Mammadov F. M., Bakhtiyarly i. B. Ouasi-binary section CuInS2-FeIn2S4. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2020;65(1); 100-105. https://doi.org/10.1134/s0036023619110020
21. Bakhtiyarly I. B., Abdullayeva Sh. S., Gurbano-va R. J., Mammadova F. M. Guseynova Sh. B. Study of interactions in the CuInS2-FeS system. Russian Journal of General Chemistry. 2019;89(8): 1281-1284. https:// doi.org/10.1134/s1070363219080188
Информация об авторах
Бахтиярлы Ихтияр Бахрам оглы, д. х. н., профессор, Институт катализа и неорганической химии, НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан; email: [email protected]. ORCID iD: https://orcid. org/0000-0002-7765-0672.
Курбанова Руксана Джалал кызы, д. фил. (по химии), доцент, Институт катализа и неорганической химии, НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан; ORCID iD: https://orcid.org/0000-0001-6467-0079.
Абдуллаева Шахри Сейфалы кызы, аспирант, м. н. с., Институт катализа и неорганической химии, НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан; email: [email protected]. ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-1723-2783.
Мухтарова Зияфат Мамед кызы, д. фил. (по химии), доцент, Институт катализа и неорганической химии, НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан; e-mail: [email protected]. ORCID iD: https://orcid.org/0000-0003-1222-969X.
Маммадова Фатмаханум Мамед, н. c., Институт катализа и неорганической химии, НАН Азербайджана, Баку, Азербайджан; e-mail: Fatma. [email protected]. ORCID iD: https://orcid. org/0000-0002-8848-1018.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
Поступила в редакцию 03.09.2020; одобрена после рецензирования 15.12.2020; принята к публикации 15.03.2021; опубликована онлайн 25.03.2021.
