Study into non-quasibinary sections of Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 triple system (Bi2S3)0. 45(Pr2O3)0. 55 - (Bi2S3)0. 45(Pr2S3)0. 55 and (Bi2S3)0. 75 (Pr2S3)0. 25 - (Bi2S3)0. 75(Pr2O3)0. 25 Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

320

KÍMYA PROBLEML9RÍ № 3 2016

UOT 546(656.87.21.22)

Pr2S3-BÍ2S3-Pr2Ü3 ÜCLÜ SISTEMÍNÍN (BÍ2S3)o.45(Pr2S3)o.55 - (BÍ2S3)0.45(Pr2O3)0.55 V3 (BÍ2S3)o.75 (Pr2S3)o.25 - (BÍ2S3)o.75(Pr2O3)o.25 QEYRÍ-KVAZÍBÍNAR K9SÍKL9RÍNÍN

T8DQÍQÍ

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

AMEA-nin akad. M.Nagiyev adina Kataliz vs Qeyri-üzvi Kimya institutu AZ1143, Baki, H.Cavidpr., 113; e-mail: [email protected]

Pr2S3-BÍ2S3-Pr2Ü3 üglü sisteminin (Bi2S3)o.45(Pr2S3)o.55 - (Bi2S3)0.45(Pr2O3)o.55vs (Bi2S3)0.75 (Pr2S3)0.25 - (Bi2S3)0.75(Pr2O3)0.25politermikkssiklsri differensial termiki (DTA), rentgenfaza (RFA), mikroqurulu^ (MQA) analizlsrinin, mikrobsrkliyin vs sixligin tsyini metodlari ils tsdqiq edilmi§, faza diaqramlari qurulmu§, hsr iki kssikds nonvariant vs monovariant tarazliqlarin koordinatlari müsyysn edilmi^dir.

Agar sozldr: sistem, lantanoidlsr, lüminofor,oksisulfid, aktivator, hal diaqrami

GÍRͧ

Lantanoidlarin mürakkab sulfidlari va oksisulfidlari optoelektronika sanayesi ü9ün lüminoforlarin alinmasinda binar birla§malara nisbatan daha perspektivli sayilir. Bu baximdan lantanoidlarin sulfid va oksisulfidlari asasinda mürakkab sistemlarda kimyavi qar§iliqli tasirin xarakterinin oyranilmasi va faza tarazliginin tadqiqi hazirki dovrda aktualliq kasb edir [1-7].

T9CRÜBI HlSSa

Taqdim olunan i§ Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 ü9lü sistemi üzra (Bi2S3)o.45(Pr2S3)o.55 -(Bi2S3)o.45(Pr2O3)o.55 va Bi2S3)o.75(Pr2S3)o.25 -(Bi2S3)o.75(Pr2O3)o.25 politermik kasiklarinda kimyavi qar§iliqli tasirin xarakterinin oyranilmasina va faza diaqramlarinin qurulmasina hasr olunmu§dur.

Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 ü9lü sistemi üzra (Bi2S3)o.45(Pr2S3)o.55 - (Bi2S3)o.45(Pr2O3)o.55 va Bi2S3)o.75(Pr2S3)o.25 - (Bi2S3)o.75(Pr2O3)o.25 politermik kasiklari differensial termiki (DTA), rentgenfaza (RFA), mikroqurulu§ (MQA) analizlarinin, mikrobarkliyin va sixligin tayini metodlari ila tadqiq edilmi§dir.

Tadqiqat i§inda ilkin komponent kimi Bi2S3, Pr2S3 va Pr2O3 birla§malarindan istifada olunmu§dur. Bi2S3 birla§masi birba§a ampula metodu ila elementlardan ( B-3 markali bismut va B-5 markali "x.t." kükürddan) sintez edilmi§dir. O, Sb2S3qurulu§ tipinda rombik sinqoniyada kristalla§ir [8].

a-Pr2O3 xüsusi tamiz maddadir [9] va adabiyyata uygun parametrlara malikdir. a-Pr2S3 isa a-La2S3 qurulu§ tipinda, rombik sinqoniyada kristalla§ir [10].

Tadqiq olunan politermik kasiklarin arintilari stexiometrik tarkibda

komponentlardan 9akilmi§, 1000-15oo K temperatur intervalinda §aquli sobada, 0.133 Pa qadar havasizla§dirilmi§ kvars ampulalarda 6 saat müddatinda sintez edilmi§dir. Sintezdan sonra alinan arintilar homogenla§dirilmak maqsadila arima temperaturundan 5ooC a§agi temperaturda 3oo saat müddatinda damlamaya qoyulmu§ va tarazliq halinin alinmasina RFA ila nazarat edilmi§dir. Alinmi§ bütün arintilar havaya, suya va üzvi halledicilara qar§i davamlidir, mineral tur§ularda qisman dagilir.

DTA STA 449 F3 sinxron termiki analiz cihazinda aparilmi§dir. Nümunalarin dif- raktoqrammalari Bruker D8 ADVANSE difraktometrinda 9akilmi§ir.

Mikroqurlu§ analizi MÍM-7 mikroskopunda aparilmi§dir.

N9TÍC9L9R УЭ ONLARIN MÜZAKÍRaSÍ

DTA, RFA, MQA naticalari göstarir ki, kvazibinar kasiyidir, orada ba§ verán kimyavi (Bi2S3)0.45(Pr2S3)0.55 -(Bi2S3)0 .45 (Pr2O3) 0.55 qar§iliqli tasirin xarakteri mürakkabdir Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 ûçlû sisteminin qeyri- (§akil1).

T'K ^

V

1SGG

163G Ь

ll.G 16.5 22.G 27.5 33.G 3S.5 44.G 49.5

P'2

14GG

1221

P',

llGG

lGGG^

SGG

17GG

11GG P'6 1G15e'3

S75

(B¡2S3)G.45(Pr2S3)G.5

2G

4G

6G

SG (B^WP^G.;

Çakil 1. (Bi2S3)O45(Pr2S3)O55 - (Bi2S3)O45(Pr2O3)O55 kasiyinin faza diaqrami.

Kasik Pr2S3-Bi2S3-Pr2O2S va P^S-Bi2S3 - Pr2O3 tabeli sistemlarindan keçarak ûç ilkin kristallaçma sahasini (Pr2S3, Pr2O2S, Pr2O3) kasir. Ona göra da kasiyin faza diaqraminin likvidusu göstarilan

komponentlarin ilkin kristalla§masini

xarakteriza edan ûç ayridan ibaratdir. Subsolidusda nümunalarin MQ- va RF-analizi göstarir ki, tadqiq olunan qatiliq intervalinda bûtûn arintilar ûç fazalidir. Kasiyin Pr2S3-Bi2S3-Pr2O2S tabeli kvaziûçlû sistemindan keçan hissasinda uygun izotermalar ûzra be§ nonvariant tarazliqlar ba§ verir:

(m+Pr4Bi2S9 ~ PrBiS3+ PrOBi3S5) (1OOO K)Pi

(m+PrOBiS2 ~ PrOBi3S5+ Pr4Bi2S9 ) (1O75 K)P2

(m+Pr2S3 ~ Pr4Bi2S9 + PrOBiS2 ) (115O K)P3

(m+(PrO)4Bi2S5 ~ PrOBiS2 + Pr2S3) (13OO K)P4

(m+Pr2O2S PrO)4Bi2S5 + Pr2S3) (145O K)P5

322

Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 ÛÇLÛ SÍSTEMÍNÍN

Öyranilan kasiyin Pr2O2S-Bi2S3-Pr2O3 da uygun be§ nonvariant tarazliqlar ba§ verir: tabeli kvaziûçlû sistemindan keçan hissasinda

(m+PrOBiS2 ~ PrOBi3S5+ 2Pr2O3 ^Bi2S3 ) (1O2O K)P6

(m+Р^Оз^ 2РГ20з Bi2S3 + PrOBiS2)

(m+(PrO)4Bi2S5 ~ PrOBiS2 + РГ20з)

(m+Pr2O2S PrO)4Bi2S5 + РГ20з)

(m~y (Bi2S3 )+ PrOBi3S5 + 2РГ20з ^S3)

Politermik kasiyin faza diaqramindan göründüyü kimi qatiliqdan asili olaraq solidus xatdindan açagida sistemda amala galan peritektik birlaçmalar va ilkin komponentlara uygun olaraq sakkiz ûçlû kristallaçma sahalari vardir. Likvidus ayrisi ila solidus arasinda 16

(1O6O K)P7

(127O K)P8

(152O K)P9

(875 K)E2

ikili kristallaçma sahalari mövcuddur. Bi2S3)o.75(Pr2S3)o.25 - (Bi2S3)o.75(Pr2O3)o.25

politermik kasiyinin faza diaqrami §akil 2-da verilmiçdir. Sistemin likvidusu dörd fazanin (Pr4Bi2S9, PrOBi3S5, PrOBiS2, Рг20з) ilkin kristallaçma ayrilarindan ibaratdir.

T'K

1SGC

16GC

14GG

2.5 5.G 7.5 1G.G

12.5

15.G 17.5

2G.G

22.5

P'i

12GG

1GGG 94G

SGG

117G 111G P'6

1G15e'3

(Bi2S3)o.75(Pr2S3)o.25mOl.% (Bi2S3)o.75(Pr203)o.25

Çakil 2. (Bi2S3)o.75(Pr2S3)o.25 - (Bi2S3)o.75(Pr2O3)o.25 kasiyinin faza diaqrami.

e

1

Kristallaçmanin sona çatdigini göstaran iki fazali nonvariant evtektik tarazliqlari

solidus izotermalari (825 K va 875 K ) dörd xarakteriza edir:

m~y (Bi2S3 )+ PrOBi3S5+PrBiS3 (825 K)Ei

m~y (Bi2S3 )+ PrOBi3S5+ 2РГ20З -Bi2S3 (875 K)E2

Diaqramda digar izotermalar isa P1(1000 K), reaksiyalar üzra nonvariant tarazliqlari P2 (1075 K), P7 (1060 K) 4 fazali peritektik xarakteriza edir:

(m+Pr4Bi2S9 ~ PrBiS3+ PrOBi3S5) (1000 K)Pi

(m+PrOBiS2 ~ PrOBi3S5+ Pr4Bi2S9 ) (1075 K)P2

(m+Р^Оз^ 2РГ20З Ä2S3 + PrOBiS2) (1060 K)P7

Çakildan göründüyü kimi qatiliqdan asili olaraq solidus xatdindan açagida sistemda amala galan peritektik birla§malar va ilkin komponentlara uygun olaraq y (Bi2S3 )+ PrOBi3S5+PrBiS3 va y(Bi2S3 )+ PrOBi3S5+ 2Pr2O3-Bi2S3 ûçlû kristallaçma sahalari vardir. Likvidus ayrisi ila solidus arasinda 10 ikili kristallaçma sahalari mövcuddur.

Belalikla, Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 kvaziûçlû sisteminin (Bi2S3)0.45(Pr2S3)0.55 -(Bi2S3)0 .45 (РГ20з) 0.55 va Bi2S3)0.75(Pr2S3)0.25 -(Bi2S3)0.75(Pr2O3)0.25 kasiklari geni§ qatiliq intervalinda tadqiq edilmiç, faza diaqramlari qurulmuçdur. Har iki kasikda nonvariant va monovariant tarazliqlarin koordinatlari müayyan edilmiçdi.

9D9BIYYAT

1. Заявка Германия №10335167, 30.07.2003. Способ изготовления керамического люминофора. Реферативный 6. журнал химии. 2006.02-19,153 П.

2. Тагиев Б.Г., Тагиев О.Б., Абушев С.А. Антистоксовая люминесценция 7. кристалла YbGa2S4:Er// Сб. трудов V международной конференции. Аморфные и микрокристаллические полупроводники. Санкт-Петербург. Изд-во Политехнического ун-та. 2006. С.341.

3. Abushov S.A., Bakhtiyarly I.B., Kerimli O.Sh., Ganbarova H.B. Photoluminessent properties of glasses in the sistem La2O3- 8. Ga2S3-Ln2O3 (Where Ln-Ce, Er) //J. Fizika, 2005. V.XI. N4. P.22-24.

4. Родный П.А. Энергетическое 9. положение редкоземельных ионов в Cd2O2S. Журн. Неорган. Химии. 2010,

vol.55, no.4, pp. 1-5. 5. Бахтиярлы И.Б., Мамедов Ф.М., Нейматова А.В. Фазовые равновесия в тройной системе La2S3-Bi2S3-La2O3.//

10.

Журн. Неорган. Химии. 2010. Т.55. № 4. С.671-676.

Neymatova A.V., Mammadov F.M., Baxtiyarb i.B. //Azarb.kim. jurn. 2007. №3. S.161-164.

Мамедов Ф.М., Нейматова А.В., Бахтиярлы И.Б., Исмайлова Э.Ф. Исследование разреза (Pr2S3)0.15 (Pr2Ü3)o.85 - (Bi2S3)o.85 ^^3)0.15 тройной системы Рг^3-В^3-Рг203."Полифунк-циональные химические материалы и технологии", материалы международной научной конференции 21 -22 мая 2015 г Томск.с128-131. Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. Справочник. М.: Наука, 1978. 340 с.

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

Ярембаш Е.И.Елисеев А.А. Халько-гениды редкоземельных элементов (Синтез и кристаллохимия). М.: Наука, 1975.257 с.

REFERENCES

1. Germany's application for №10335167 dated 30.07.2003. Method of ceramic luminophore production. Abstract Journal of Chemistry. 2006.02-19,153 П. (In Russian).

2. Tagiev B.G., Tagiev O.B., Abushev S.A. Antistoksova ljuminescencija kristalla YbGa2S4:Er

[Anti-Stokes luminescence of YbGa2S4. Sankt-Peterburg, Санкт-Петербург. 2006, p.341. (In Russian).

KiMYA PROBLEML9RÎ № 3 2016

324

PriSs-BiiSs-PriOs UCLU SiSTEMiNiN

3. Abushov S.A., Bakhtiyarly I.B., Kerimli O.Sh., Ganbarova H.B. Photoluminessent properties of

glasses in the sistem La2O3-Ga2S3-Ln2O3 (Where Ln-Ce, Er). J. Fizika, 2005, vol.XI, no.4, pp.22-24.

4. Родный П.А. Energy status of rare earth ions in Cd2O2S. Zh.Neorganicheskaja himija- Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2010, vol.55, no.4, pp. 1-5. ( In Russian).

5. Bahtijarly I.B., Mamedov F.M., Nejmatova A.V. Phase equilibriums in the ternary system La2S3-

Bi2S3-La2O3. Zh.Neorganicheskaja himija - Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2010, vol.55, no. 4, pp.671-676. ( In Russian).

6. Neymatova A.V., Mammadov F.M., Baxtiyarli i.B. Azerb.kim. jurn. - Azerb. Chem. Journal,

2007, no.3, pp.161-164. (In Azerbaijan).

7. Mamedov F.M., Nejmatova A.V., Bahtijarly I.B., Ismajlova Je.F. Research into section

(Pr2S3)0 .15 (Pr2O3)0 .85 (Bi2S3)0 .85 (Pr2O3)0.15 of the ternary system P^S3-Bi2S3-

Pr2O3."Polyfunctional chemical materials and technologies". Materials of the international scientific conference. 2015, Tomsk, pp.128-131. ( In Russian).

8. Physical-chemical properties of semiconductor substances. Reference book. Moscow: Nauka

Publ., 1978, 340 p. ( In Russian).

9. Глушкова В.Б. Polimorfizm oksidov redkozemel'nyh jelementov [Polymorpism of rare earth

element oxides]. Moscow: Nauka Publ., 1967, p.133. ( In Russian).

10.Ярембаш Е.И., Елисеев А.А. Hal'kogenidy redkozemel'nyh jelementov (Sintez i kristallohimija) [Chalcogenides of rare earth elements (Synthesis and crystal chemistry)]. Moscow: Nauka Publ., 1975, 257 p. ( In Russian).

STUDY INTO NON-QUASIBINARY SECTIONS OF Pr2S3-Bi2S3rPr2O3 TRIPLE SYSTEM (Bi2S3)045(Pr2S3)0.55 - (Bi2S3)045(Pr2O3)0.55 and

(Bi2S3)o. 75 (Pr2S3)0.25 — (Bi2S3)0.75(Pr2O3)0.25

A.V.Neymatova, F.M.Mammadov, i.B.Bakhtiyarly

Acad.M.Nagiyev Institute of Catalysis and Inorganic Chemistry H.Javid ave., 113, Baku AZ1143, Azerbaijan Republic; e-mail: [email protected]

Using methods of differential-thermic (DTA), X -ray phase and microstructural (MSA)analyses, it became possible to study no-quasibinary sections (Bi2S3)o.45(Pr2S3)o.55 - (Bi2S3)0.45(Pr2O3)o.55 and (Bi2S3)075 (Pr2S3)0.25 - (Bi2S3)0.75(Pr2O3)025 of Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 ternary system. Also, a state diagram, as well as coordinates of non-and mono-variant equilibria have been identified. Keywords: systems, ions of lanthanoides, luminophores, oxysulphide, activator, state diagram.

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКВАЗИБИНАРНЫХ РАЗРЕЗОВ

(Bi2S3)o.45(Pr2S3)o.55 - (Bi2S3)o.45(Pr2O3)o.55 U №£3)0.75 (PrS)o.25 - (Bi2S3)o.75(Pr2O3)o.25

ТРОЙНОЙ СИСТЕМЫ Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3 А.В.Нейматова, Ф.М.Мамедов, И.Б.Бахтиярлы

Институт катализа и неорганической химии им. акад. М.Нагиева Национальной АН Азербайджана AZ1143 Баку, пр.Г.Джавида, 113; e-mail: [email protected]

Методами дифференциальнo-термическoго (ДТ), рентгенофазового (РФ), микроструктурного (МС) методов анализа исследованы неквазибинарные разрезы (Bi2S3)045 (Pr2S3)055 -(Bi2S3)0.45 (Pr2O3) 0.55и Bi2S3)0.75 (PrS3)o.25 - (BiS3)o.75(Pr2O3)o.25 тройной системы Pr2S3-Bi2S3-Pr2O3, построена диаграмма состояния, определены координанты нон- и моновариантных равновесий. Ключевые слова: система, ионы лантаноидов, люминофоры, оксисульфид, активатор, диаграмма состояния.

Redaksiyaya daxil olub 30.07.2016.