Діаграма плавкості системи AgGaSi – AgGaGesSes

Размещено на http://www.allbest.ru/

Луцький національний технічний університет

Діаграма плавкості системи AgGaSi - AgGaGesSes

М.С. Величко - ст. гр. ПМ-21

Анотація

діаграма плавкість термічний система

В статті розглянуто результати досліджень діаграми плавкості системи AgGaS₂ - AgGaGesSeg методом диференційного термічного аналізу (ДТА) [1], що були використані для побудови проекції поверхні ліквідусу потрійної взаємної системи AgGaS₂ + GeSe₂ ОAgGaSe₂ + GeS₂.

Встановлено, що дана система є неквазібінарним перерізом потрійної взаємної системи AgGaS₂ + GeSe₂ О AgGaSe₂ + GeS₂.

Постановка проблеми

Дослідження діаграми плавкості перерізу AgGaS2 - AgGaGe3Se8 є частиною систематичних досліджень потрійної взаємної системи AgGaS2 + GeSe2 ^ AgGaSe2 + GeS2.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Згідно літературних даних, відомості про діаграму плавкості системи AgGaS2 - AgGaGe;,Sex, яка є одним із перерізів потрійної взаємної системи AgGaS2 + GeSe2 ^ AgGaSe2 + GeS2 відсутні. З огляду на це, дослідження діаграми плавкості системи AgGaS2 - AgGaGe;,Sex є актуальним. За даними [2; 3] AgGaS2 та AgGaGe;,Sex2 плавляться конгруентно при 1273 і 994 K відповідно.

Формулювання цілей статті

Дослідження перерізу AgGaS2 - AgGaGe₃Se₈ здійснене з метою встановлення положення ізотерм, моноваріантної лінії на проекції поверхні ліквідусу та прогнозованих областей існування а- та у- твердих розчинів.

Виклад основного матеріалу дослідження

При вивченні системи AgGaS2 - AgGaGe3Se§ виготовлено і досліджено 23 сплави. Для синтезу сплавів досліджуваних систем використовували прості речовини наступної чистоти: срібло - 99,99 ваг.%; галій - 99,99 та 99,9997 ваг.%; германій - 99,9999 ваг.%, олово - 99,9999 ваг.%, сірку - 99,997 ваг.%; селен - 99,997 ваг.%. Для підвищення чистоти срібло та галій додатково очищали від оксидів переплавкою при 1270 К в динамічному вакуумі. Селен очищали сублімацією, а сірку від бітумів вакуумною дистиляцією.

Розраховані кількості вихідних речовин зважували з точністю до 0,00005 г на терезах ВЛР-200. Загальна маса наважки становила 2 г. Завантаження у кварцовий контейнер здійснювали за допомогою кальки для запобігання прилипання частинок речовини до внутрішньої поверхні контейнера у верхній його частині. Вакуумували контейнер до залишкового тиску 4-10^-3 Па і герметизували його на киснево-газовому пальнику. Сплави на основі AgGaS2 та AgGaSe2 при охолодженні збільшуються в об'ємі [4], тому для запобігання окиснення при розтріскуванні ампул використовували подвійні кварцові контейнери.

Виходячи із Р-Т діаграм вихідних речовин було вибрано двохтемпературний метод синтезу, при якому для зв'язування сірки, що має високий тиск парів, проводили попередній синтез методом локального нагріву контейнерів в полум'ї киснево-газового пальника при візуальному контролі за ходом реакції. Надалі, попередньо синтезовані зразки поміщали у вищезгадані печі де проводили подальше нагрівання із швидкістю 40 - 50 К/год до 1300 K. Зразки при максимальній температурі витримували протягом 6 годин з періодичною вібрацією. Охолодження сплавів проводили із швидкістю 10-20 К/год до температури відпалу. Гомогенізуючий відпал проводили впродовж 500 годин при 720 К. Відпалені сплави загартовували у 25 %-ному водному розчині NaCl. Отримані сплави використовували для подальших досліджень.

Тернарні сполуки та проміжні сплави досліджували методом диференційного термічного аналізу за допомогою установки, яка складалася з печі із регульованим нагрівом “Термодент”, двохкоординатного самописця ПДА - 1 та блоку підсилення сигналу термопари. Досліджувані сплави, реперні речовини і еталон загружали в посудини Степанова, які вакуумували до залишкового тиску 4-10^-3 Па. Як еталон використовували - Л1₂0₃, попередньо прожарений протягом 10 год при 1270 К. В ролі реперних речовин застосовували In, Sn, Zn, Al, NaCl, Ge, Ag, Cu, Fe. Кількість речовини, що бралась для дослідження, становила 1 г. Температура контролювалась комбінованою платино-платинородієвою термопарою (Pt/Pt- Rh). Рівномірне нагрівання печі здійснювалося із швидкістю 10 К/хв.

Рис. 1 Діаграма плавкості системи AgGaS₂ - AgGaGe3Sess: 1 - L, 2 - L+a, 3 - L+y, 4 - L+a+y, 5 - a, 6 - a+y, 7 - y

Охолодження здійснювалось в інерційному режимі. Максимальна температура, до якої проводилося нагрівання, становила 1300 К.

За результатами досліджень було побудовано діаграму плавкості системи AgGaS2 - AgGaGe3Se§, яку подано на рис. 1. Ліквідус системи складається із двох ділянок, що відповідають первинній кристалізації a - та у- твердих розчинів на основі AgGaS2 та AgGaGe3Se§ відповідно. Лінії ліквідусу дотикаються в точці початку моноваріантного процесу спільної кристалізації L+a+y твердих розчинів. Координати точки дотику ліній ліквідуса складають: 38 мол.% AgGaGe3Se§, 1007 K. Відсутність горизонтального ліквідусу та наявність поля вторинної кристалізації a+y твердих розчинів свідчить про неквазібінарність даного перерізу Результати диференційного термічного аналізу сплавів перерізу AgGaS2 - AgGaGe3Se§ подано в табл. 1. Підсолідусна частина діаграми стану прогнозовано складатиметься з двох полів а- та у- твердих розчинів, розділених між собою полем двохфазної області а - та у- твердих розчинів.

Таблиця 1

Результати диференційного термічного аналізу сплавів перерізу AgGaS₂ -AgGaGe₃Se₈.

Висновки

Отже, вперше побудовано діаграму плавкості системи AgGaS2 - AgGaGesSes. Встановлено, що дана система є неквазібінарним перерізом потрійної взаємної системи AgGaS2 + GeSe2 ^ AgGaSe2 + GeS2. На основі AgGaS2 та AgGaGesSes підтверджено існування твердих розчинів. значної протяжності, точні межі яких необхідно буде додатково дослідити за допомогою інших методів аналізу.

Перелік джерел посилання

1. Берг Л.Г. Практическое руководство по термографии / Л.Г.Берг, Л.Н.Бурмистрова, М.И.Озеров. Казань: КГУ, 1967. 162 с.

2. Brandt G. Phase investigations in the silver - gallium - sulphur system / G. Brandt, V. Kramer // Mater.Ress.Bull. 1976. V.11, №11. P.1381-1388.

3. Crystal chemical properties and preparation of single crystal of AgGaSe2 - GeSe2 у-solid solution / I.D.Olekseyuk, A.V.Gulyak, L.V.Sysa // J. Alloys Comp. 1996. V.241. P.187.

4. Andreyeva O.E. Investigation of the anisotropy of the characteristic of the lattice dynamics of the AgGaS2 - AgGaSe2 crystals / O.E.Andreyeva, N.S.Orlova, I.V.Bondar // Materials for Electronics. 1999. V.3, P.66-70.

Размещено на Allbest.ru