Pr2S3–Bi2S3–Pr2O3 ÜÇLÜ SİSTEMİNİN (Bi2S3)0.825(Pr2S3)0.175–(Bi2S3)0.85(Pr2O3)0.15 VƏ (Pr2S3)0.80(Pr2O3)0.20–Bi2S3 POLİTERMİK KƏSİKLƏRİNİN TƏDQİQİ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

AZ9RBAYCAN KiMYA JURNALI № 4 2013

53

UOT546(656.87.21.22) Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 ÜCLÜ SiSTEMiNiN (Bi2S3)0.825(Pr2S3)0.175-(Bi2S3)0.85(Pr2O3)0.15 УЭ (Pr2S3)0.80(Pr2O3)0.20-Bi2S3 POLiTERMiK КЭSiKL9RlNiN TÖDQiQi

F.M.Mammadov, A.V.Neymatova, LB.Baxtiyarh

Azdrbaycan Milli EA M.F.Nagiyev adina Kimya Problemldri institutu

[email protected] Redaksiyaya daxil olmu§dur 04.11.2013

Fiziki-kimysvi analizin kompleks metodlari ils Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 üflü sisteminin

(Bi2S3)0.825(Pr2S3)0.175-(Bi2S3)0.85(Pr2O3)0.15 vs (Pr2S3)0.80(Pr2O3)0.20-Bi2S3 politermik kssikls-

ri tsdqiq olunmu§, onlarin faza diaqramlari qurulmu§, ilkin kristalla§ma sahslsri, nonvariant

vs monovariant tarazliqlarin koordinatlari müsyysn edilmi§dir.

Agar sözl^r: faza diaqrami, evtektika, likvidus, lüminofor, oksisulfid.

Optoelektronika ssnayesi ü9ün effektiv materiallarin axtari§inda lantanoidlsrin mürskksb sulfidlsri vs oksisulfidlsri kovalent rabitsnin payinin 9oxlugu, srims temperaturlarinin a§agi olmasina görs binar birls§mslsrs nisbstsn daha perspektivli sayilir [1-4].

Bu baximdan lantanoidlsrin oksisulfidlsri vs VA yarimqrup elementlsrinin oksisulfid sisteminds kimysvi qar§iliqli tssirin xarakterinin a§kar edilmssi vs faza tarazliginin öyrsnilmssi hazirki dövrds 9ox aktualdir [5-7].

Msqals Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 ü9lü sisteminin (Bi2S3)0.825(Pr2S3)0.175-(Bi2S3)0.85(Pr2O3)0.15 vs (Pr2S3)o.8o(Pr2O3)o.20-Bi2S3 politermik kssiklsrinin tsdqiqins hssr olunmu§dur.

(Bi2S3)0.825(Pr2S3)0.175 (e1), (Pr2S3)0.80(Pr2O3)0.20(e4) vs (Bi2S3)0.85(Pr2O3)0.15 (e3) evtektik tsrkiblsr olub, uygun olaraq Bi2S3-Pr2S3 [8], Pr2S3-Pr2O3 [9] vs Bi2S3-Pr2O3 [10] sistemlsrinds smsls gslir.

TeCRÜB0NiN METODiKASI

(Bi2S3)0.825(Pr2S3)0.175-(Bi2S3)0.85(Pr2O3)0.15 vs (Pr2S3)0.80(Pr2O3)0.20-Bi2S3 politermik ks-siklsri diferensial termiki (DTA), rentgenfaza (RFA), mikroqurulu§ (MQA) analizlsrinin, mikro-bsrkliyin vs sixligin tsyini metodlari ils tsdqiq edilmi§dir.

Tsdqiqat i§inds ilkin komponent kimi Bi2S3, Pr2S3 vs Pr2O3 birls§mslsrindsn istifads olun-mu§dur. Bi2S3 birls§mssi birba§a ampula metodu ils elementlsrdsn (B-3 markali bismut vs B-5 markali "x.t." kükürd) sintez edilmi§dir vs Sb2S3 tipinds rombik sinqoniyada kristalla§ir [11].

A-Pr2O3 xüsusi tsmiz maddsdir vs [12] sdsbiyyatina uygun parametrlsrs malikdir. a-Pr2S3 a-La2S3 qurulu§ tipinds rombik sinqoniyada kristalla§ir [13].

Tsdqiq olunan hsr iki politermik kssiyin srintilsri stexiometrik tsrkibds komponentlsrdsn 9skilmi§, keramik metodla qari§dirilaraq 1000-1500 K temperatur intervalinda §aquli sobada, 0.133 Pa qsdsr havasizla§dirilmi§ kvars ampulalarda 6 saat müddstinds sintez edilmi§dir.

Sintezdsn sonra alinan srintilsr homogenls§dirilmsk msqssdils 300 saat müddstinds dsmlsmsys qoyulmu§ vs tarazliq halinin alinmasina RFA ils nszarst edilmi§dir.

DTA STA 449 F3 sinxron termiki analiz cihazinda aparilmi§dir.

Nümunslsrin difraktoqramlari DRON-2 difraktometrinds, Ni süzgscli CuXa §üalanmasin-da 9skilmi§dir.

MQA MiM-7 mikroskopunda aparilmi§dir.

Nümunslsrin mikrobsrkliyi PMT-3 cihazinda öyrsnilmi§dir. Sixliq piknometrik metodla (doldurucu kimi toluol götürülmü§dür) 300 K temperaturda tsyin edilmi§dir.

N0TiC0L9R V0 ONLARIN MÜZAKiRÖSi

(Bi2S3)0.825(Pr2S3)0.175 (e1)-(Bi2S3)0.85(Pr2O3)0.15 (e3) politermik kssiyini tsdqiq etmsk msq-ssdi ils ilkin komponentlsr ds daxil olmaqla 16 nümuns sintez edilmi§dir. e3 tsrkibi ils zsngin olan

54 Pr2S3-Bl2S3-Pr2Ü3 ÜCLÜ SÍSTEMÍNÍN (Bl2S3)o.825(Pr2S3)o.175-(Bl2S3)o.85(Pr2O3)o.15

arintilar metal pariltisina mallkdlr va tarkibda ei-ln mlqdari artdiqca rang tündla§lr. Alinan bütün arintilar arlylb, otaq temperaturunda havaya, suya, üzvl halledicilara qar§i davamlidir, mlneral tur§ularda qlsman hall olur.

istlfada olunan fiziki-kimyavl anallz metodlarinin naticalarina asasan (Bi2S3)0.825(Pr2S3)0.175 (e1)-(Bi2S3)0.85(Pr2Ü3)0.15 (e3) politermik kasiyinin faza dlaqrami qurulmu§dur (§akil 1).

ei'

T,K

1100 -

1000 -

910 900-

800-

1.5 3.0 4.5 6.0 7.5 8.0 9.5 12.0 13.5 mol % Pr2O3 и-1-1-1-1-1-г

У (BÍ2S3) S1 (PrBiS3) S3 (PrOBi^s) S6 (2Pr2Ü3BÍ2S3)

1015 es'

(Bi2S3)0 825(Pr2S3)0175(ei) 20 40 60 80 (Bi2S3)0 85(Pr2O3)015 (e3)

Mol %

§akil 1. (BÍ2S3)0.825(Pr2S3)0.175 (e1)-(Bi2S3)0.85(Pr2Ü3)0.15 (e3) politermik kasiyinin faza díaqrami.

Faza dlaqramindan góründüyü klml, slsteml ta§kll edan ilkin komponentlar arasinda mürakkab kimyavl qar§iliqli taslr ba§ verlr. Tadqiq olunan kasik Pr2S3-BÍ2S3-Pr2Ü3 Ü9IÜ slste-minin qeyri-kvazibinar kasiyidir. Kasik Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 va Pr2O2S-Bi2S3-Pr2O3 tabell Ü9IÜ sistemlarini va Ü9 llkln krlstalla§ma sahasini (PrBiS3, PrOBi3Ss, 2Pr2O3Bi2S3) kasir. Sistemin likvidusu PrBiS3, PrOBi3S5 va Pr2O3 fazalarinin llkln krlstalla§ma ayrilarindan ibaratdir. Sistemin solidusu 825 va 875 K-da izotermlardan ba§layir. 825 K temperatur E1(M^Pr2BiS3+ PrOBi3S5+y), 875 K isa E2(M^yBi2S3+ 2Pr2O3Bi2S3+ PrOBi3S5) dordfazali nonvarlant evtektlk tarazliqlari xarakteriza edir.

Kasiyin faza dlaqraminda solldus xattindan a§agida y+PrBiS3+PrOBi3Ss va y+PrOBi3Ss= 2Pr2O3Bi2S3 ü9lü krlstalla§ma sahalarl movcuddur. Llkvldus ayrisi ila solldus arasinda be§ lklll krlsralla§ma sahasl vardir.

(Pr2S3)0.80(Pr2O3)0.20 (e4)-Bi2S3 politermik kasiyini tadqiq etmak maqsadila ilkin komponentlar da daxll olmaqla 18 nümuna slntez edllml§dlr. Tarkibi Bi2S3 ila zangln olan nümunalar metal pariltili boz rangdadlr, sonraki tarkiblarda isa rangln tündla§masl mü§ahlda olunun. Sintez olunan nümunalar otaq temperaturunda suya, havaya, üzvl halledicilara qar§i davamlidir, mlneral tur§ularda qlsman hall olur.

F.M.MЭMMЭDOV vэ Ь.

55

^эИ 2^э (Pr2S3)0.80(Pr2O3)0.20 (e4)-Bi2S3 politermik kэsiyinin faza diaqraml veri1mi§dir. Kэsik qeyri-kvazibinardlr. Sistemin likvidusu d6rd fazaшn (Bi2S3, Pr4Bi7S9, PrBiS3, у) ilkin krista11a§ma ЭУГПЭП ilэ xarakterizэ о1ипиг. Sistemin solidusu qatlllqdan aslll olaraq 825, 1000, 1075, 1150, 1300 vэ 1450 К temperaturlardan ke9эn izotermlэrdэn Ьа§1аут 825 К temperatur-dakl izoterm и91и evtektikaшn nonvariant tarazhgmm E1(MoY+Pr2BiS3+PrOBi3S5) ifadэ edir. Digэr izotermlэr isэ - Pl (1000 K), P2 (1075 K), Pз (1150 ф, P4 (1300 K), P5 (1450 К) 4 faza1l peritektik reaksiya1ar ^гэ nonvariant taraz1lq1aп xarakterizэ edir: Pl(M+Pr4Bi7S9 ^PrBiSз+PrOBiзS5) (1000 K) P2(м+ PrOBiS2^ PrOBiзS5 +Pr4Bi2S9) (1075 Г) Pз(м+ Pr2Sз^ Pr4Bi2S9 + PrOBiS2) (1150 K) P4(м+ (PrO)4Bi2S5 ^ PrOBiS2+Pr2Sз) (1300 K) P5(м+Pr2O2S^ (PrO)4Bi2S5 +Pr2Sз) (1450 K).

^эШ 2. (Pr2Sз)o.8o(Pr2Oз)o.2o (e4)-Bi2Sз politermik kэsiyinin faza diaqraml.

Qeyri-kvazibinar kэsiyin faza diaqrammda solidus xэttindэn a§aglda qatl1lqdan asl1l olaraq sistemdэ эmэlэ gэlэn peritektik ШИз^а^ vэ ilkin komponentlэrэ uygun olaraq (PrO)4Bi2S5+ Pr2Sз+Pr2O2S, PrOBiS2+(PrO)4Bi2S5+Pr2Sз), Pr4Bi2S9+PrOBiS2+Pr2Sз, Pr4Bi2S9+PrOBiзS5+ PrOBiS2, PrBiSз+Pr4Bi2S9+PrOBiзS5, у+PrBiSз+PrOBiзS5 и91и krista11a§ma sahэlэri vardlr. Likvidus xэtti ilэ so1idus arasmda 9 ikili krista11a§ma sahэsi m6vcuddur.

56 S3 S3 РГ2О3 UCLU SiSTEMiNiN (Bl2S3)o.825(Pr2S3)o.175-(Bl2S3)o.85(Pr2O3)o.15

Belalikla, Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 U9IU slstemlnln (Bl2S3)o.825(Pr2S3)o.i75 (ei)-(Bi2S3)o.85(Pr2O3)o.i5 (e3) уэ (Pr2S3)o.8o(Pr2O3)o.2o (e4)-Bi2S3 qeyri-kvazibinar politermik kasiklarl oyrenllml§, onlarin faza dlaqramlari qurulmu§dur. Har iki sistemda nonvariant va monovarlant tarazliqlarin ko-ordlnatlari mUayyan edllml§dlr.

0D0BiYYAT SiYAHISI

1. A.c. 1424336 СССР. 1988.

2. Полодис Ю.Н. Неорганические люминофоры прикладного назначения. Вып. 1. Ка-тодолюминофоры. М.: Изд-во ГИПХ, 1972. С. 4.

3. Тагиев Б.Г., Тагиев О.Б., Абушев С.А. // Сб. тр. V Междунар. конф. "Аморфные и микрокристаллические полупроводники". Санкт-Петербург: Изд-во Политехнического ун-та. 2006. С. 341.

4. Родный П.А. // Журн. неорган. химии. 2010. Т. 55. № 4. С. 1-5.

5. Бахтиярлы И.Б., Мамедов Ф.М., Нейматова А.В. // Журн. неорган. химии. 2010. Т. 55. № 4. С. 671-676.

6. Коноров П.П. // Журн. технич. физики. 1956. Т. 26. № 7. С. 1394-14o5.

7. Neymatova A.V., Mammadov F.M., Baxtlyarli i.B. //Azarb. kimya jurn. 2oo7. № 3. S.161-164.

8. Алиев О.М., Гарибов Ф.А., Алиев Ф.Г. // Журн. неорган. химии. 1993. Т. 38. № 1. С. 173-174.

9. Bakthiyarov I.B., Abbasov М.М. // Z. Anorq. allg. ^em. 199o. V. 582. No 3. P. 217- 223.

10. Mammadov F.M., Neymatova A.V., Baxtlyarli i.B. / Umummllll llder H.3llyevin 9o illiyina hasr olunmu§ I beynalxalq "Kimya va klmya mUhandisliyi" konfransinin material-lari. Baki: Qafqaz universiteti. 2o13. C. 856-859.

11. Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. Справочник. М.: Наука, 1978. 340 с.

12. Глушкова В.Б. Полиморфизм оксидов редкоземельных элементов. М.: Наука, 1967. С.133.

13. Ярембаш Е.И., Елисеев А.А. Халькогениды редкоземельных элементов (Синтез и кристаллохимия). М.: Наука, 1975. 257 с.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИТЕРМИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ (Bi2S3)0 .825(Pr2S3)0.175-(Bi2S3)0.85(Pr2O3)0.15 И (Pr2S3)0.80(Pr2O3)0.20-Bi2S3 ТРОЙНОЙ СИСТЕМЫ Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3

Ф.М.Мамедов, А.В.Нейматова, И.Б.Бахтиярлы

Методами комплексно физико-химического анализа исследованы политермические разрезы (Bi2S3)o.825(Pr2S3)o.175 (Bi2S3)o.85(Pr2O3)o.15 и (Pr2S3)o.8o(Pr2O3)o.2o-Bi2S3, построены фазовые диаграммы обоих разрезов, определены границы области первичной кристаллизации и координаты нон- и моновариантных равновесий тройной системы Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3.

Ключевые слова: фазовая диаграмма, эвтектика, ликвидус, люминофоры, оксисульфид.

INVESTIGATION OF POLYTHERMAL CUTS (Bi2S3)0.825(Pr2S3)0.175-(Bi2S3)0.85(Pr2O3)0.15 AND (Pr2S3)0.80(Pr2O3)0.20-Bi2S3 OF Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 TERNARY SYSTEM

F.M.Mammadov, A.V.Nematova, I.B.Bakhtiyarly

(Bi2S3)o.825(Pr2S3)o.175 (Bi2S3)o.85(Pr2O3)o.15 and (Pr2S3)o.8o(Pr2O3)o.2o-Bi2S3 polythermal cuts of Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 ternary system were studied by physical-chemical complex methods, state diagrams of bofh cuts were drawn, the boundaries of region of primary crystallization and coordinates of non- and monovariant equilibria of fernary system Pr2S-Bi2S3-Pr2O3 were determined.

Keywords: phase diagram, eutectic, liquidus, luminophores, oxysulfide.