ISSN 1991-3087

Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС77-24978 от 05.07.2006 г.

ISSN 1991-3087

Подписной индекс №42457

Периодичность - 1 раз в месяц.

Вид обложки

Адрес редакции: 305008, г.Курск, Бурцевский проезд, д.7.

Тел.: 8-910-740-44-28

E-mail: jurnal@jurnal.org

Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100
Яндекс.Метрика

Стеклообразование в тройной системе Ho-As-Se

 

Ильяслы Теймур Мамед оглы,

доктор химических наук, профессор, научный руководитель,

Садыгов Фуад Микаил оглы,

доктор химических наук, профессор, научный руководитель,

Насибова Лала Элгиз гызы,

аспирант.

Бакинский государственный университет.

 

Методами физико-химического анализа изучен характер стеклообразования и определены ее границы в тройной системе Ho-As-Se по различным квази- и неквазибинарным разрезам. Изучены некоторые макроскопические свойства стекол.

 

Известно, что аморфные и стеклообразные полупроводники, в частности, стекла на основе халькогенидов мышьяка, являющиеся перспективными фоточувствительными материалами, нашли широкое применение в технике [Абрикосов Н.Х., Ильяслы Т.М., Ильяслы Т.М.].

В данной работе приведены результаты комплексного исследования системы Ho-As-Se методами ФХА.

Синтез сплавов проводили ампульным методом в двухтемпературной вращающейся печи из элементов марок: гольмий- Гол-1, мышьяк и селен В-5. Для синтеза кварцевые ампулы эвакуировали до остаточного давления 0,1Па. В некоторых случаях внутреннюю поверхность ампул покрывали графитовым слоем для предотвращения взаимодействия с кварцем. Режим синтеза составлял 850-1250К в течение 6-8ч. с последующим охлаждением в режиме выключенной печи. В некоторых случаях при синтезе исследуемых образцов использовали предварительно синтезированные и идентифицированные лигатуры As2Se3, HoSe, Ho2Se3, AsSe.

Исследования сплавов проводили методами ДТА (фоторегистрирующий пирометр НТР-73), ВДТА (пирометр ВТА-987), порошковые рентгенограммы снимали на дифрактометре ДРОН-2,0 (CuKa-излучение), микротвердость измеряли на микротвердомере ПМТ-3. Методика методов подробно описана в [Дембовский С.А., Рустамов Г.П.].

 

Результаты и их обсуждение

 

Для установления границ стеклообразования в тройной системе Ho-As-Se были изучены 6 разрезов и выборочные тройные сплавы вблизи селена.

Разрез As2Se3-Ho2Se3 [Садыгов Ф.М.] квазибинарный с образованием инконгруэнтно плавящегося при 1375К соединения состава HoAsSe3. Эвтектика между As2Se3 и HoAsSe3 образуется при 575К и 11 мол%Ho2Se3. Область стекла со стороны As2Se3 достигает 13 мол%, растворимость при 300К – 0,5 мол%, а при 675 -4 мол% Ho2Se3.

 Разрез As2Se3-Ho3Se4 квазибинарный. Фазовая диаграмма имеет эвтек­тический тип. Эвтектика кристаллизуется при 550К и 15 мол%Ho3Se4. Растворимость на основе As2Se3 при 300К достигает 3 мол%Ho3Se4. С повышением температуры растворимость увеличивается и при 550К достигает 8 мол% Ho3Se4. На основе As2Se3 обнаружено стеклообразование до 12 мол%.

Разрез As2Se3-HoSe [Babanly M.B.] квазибинарный. Эвтектика между As2Se3 и HoSe кристалли­зуется при 570К и 10 мол%. Растворимость на основе As2Se3 составляет 3 мол% при 300К и 6 мол% при температуре эвтектики (рис.1).

Разрез AsSe-HoSe (рис.2.) квазибинарный эвтектического типа с коор­динатами эвтектики 500К и 92 мол%AsSe. Растворимость на основе AsSe достигает 2 мол% при комнатной температуре, с увеличением температуры она увеличивается и при температуре эвтектики доходит до 5 мол%. Стеклообразование на основе AsSe доходит до 10 мол%HoAs.

Разрез AsSe-HoAs –квазибинарный. Фазовая диаграмма имеет эвтекти­чес­кий тип с координатами эвтектики 90 мол% AsSe и 500К.

Растворимость на основе AsSe достигает 2 мол% при 300К и 5 мол% при температуре эвтектики. Область стекла достигает 9 мол% HoAs.

 

Рис. 1. Микродиаграмма разреза As2Se3-HoSe.

 

Рис. 2. Микродиаграмма разреза AsSe-HoSe.

 

Разрез As2Se3-HoAs (рис.3) неквазибинарный и пересекает три подчиненные тройные системы Ho-AsSe-HoSe, HoAs-AsSe-HoSe и HoSe-As2Se3-Se. При 300К обна­ру­жена растворимость 3 мол%As2Se3. Область стекла со стороны As2Se3 доходит до 8 мол%.

 

Рис. 3. Микродиаграмма разреза AsSe-Ho.

 

По результатам ФХА определена область стеклообразования в тройной системе Ho-As-Se по перечисленным разрезам. Исходя из полученных резу­ль­татов и используя литературные данные по бинарным системам, нами очерчены границы области стеклообразования в указанной системе. Установлено, что область стеклообразования примыкает к двойной системе As-Se. Результаты исследования показали, что во всех изученных разрезах макроскопические свойства (Tg, Тк, d, Hm) увеличиваются с ростом концентрации элементарного гольмия и его селенидов (рис.1-3, табл.1).

Область стеклообразования в тройной системе при комнатной температуре составляет 4,4; при закалке на воздухе 6,3, а при закалке в воду 11,4 вес% от общей площади треугольника (рис.4).

 

Таблица 1.

Некоторые физико-химические свойства стекол системы Ho-As-Se.

Состав, мол%

Tg, K

T, K

Tпл, K

Hµ , Н/m2·107

d, kq/m3

As2Se3

Ho2Se3

100

0

450

-

650

130

4,52

99

1

450

455

648

135

4,53

97

3

455

450

645

135

4,55

95

5

460

470

645

138

4,58

90

10

465

490

640

140

4,65

85

15

475

495

650

145

4,64

80

20

485

498

655

128

4,69

As2Se3

HoAs

 

 

 

 

 

100

0

450

-

650

130

4,52

97

3

455

495

645

135

4,55

95

5

460

485

635

138

4,58

93

7

465

495

640

140

4,60

90

10

475

500

645

120

4,64

As2Se3

Ho

 

 

 

 

 

100

0

435

490

590

118

4,12

99

1

440

495

585

120

4,15

97

3

448

500

480

125

4,23

95

5

450

505

585

133

4,25

93

7

455

510

595

135

4,33

90

10

465

515

600

130

4,35

AsSe

HoSe

 

 

 

 

 

100

0

430

-

590

97

4,53

98

2

435

610

585

99

4,56

95

5

445

610

570

100

4,64

93

7

458

630

550

112

4,65

90

10

480

640

595

74,5

4,72

Примечание: Tg- температура размягчения, T- температура кристаллизации, Tпл - температура плавления, Hµ - микротвердость, d - пикнометрическая плотность.

 

Рис. 4. Границы областей стеклообразования в системе Ho-As-Se при двух режимах закалки:

1- закалка на воздухе; 2- закалка в воду.

 

Увеличение изученных значений позволяет утверждать, что в стеклах образуются новые сложные структурные единицы помимо AsSe3/2. При­мер­ный состав структурной единицы можно представить следующим образом:

 

т.е. можно предположить, что тригональные структурные единицы AsSe3/2 постепенно переходят в тетраэдрические HoAsSe8/2.

 

Литература

 

1.                  Абрикосов Н.Х., Банкина В.Ф., Порецкая Я.В. Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе. М.: Наука, 1975, 220с.

2.                  Ильяслы Т.М., Садыгов Ф.М., Насибова Л.Э. Проекция поверхности ликвидуса системы / Материалы кон. «Актуальные проблемы биологии, химии, физики», Новосибирск, 2011, 182с.

3.                  Ильяслы Т.М., Садыгов Ф.М., Насибова Л.Э. Характер химического взаимодействия в системах As2Se3(Sb2Se3)-HoSe(HoAs). / ЖНП «Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук», 2009, №10, с.25-29.

4.                  Дембовский С.А. Сопоставление свойств халькогенидных соединений – стеклообразователей // Изв.АН СССР. Неорган.материалы, 1969, №3, с.463-467.

5.                  Рустамов Г.П., Гамидов Р.С., Ильясов Т.М., Садыгов Ф.М., Рустамов П.Г. Проекция поверхности ликвидуса тройной системы Nd-As-Se // ЖНХ, 1992 т.37, №4, с.909-912.

6.                  Садыгов Ф.М., Ильяслы Т.М., Насибова Л.Э. Фазовые равновесия в системе Ho-Sb-Se // Ж.Современные проблемы науки и образования, 2011, №6, с.5-7.

7.                  Babanly M.B., Ilyasly T.M., Veliyeva G.M. Thermodynamic investigation of the systems As-Se and Tl-As-Se in glass and crystal states by EMF method / XVII Inter. conf. on chemical thermodynamic in Russia, Kazan, 2009, v.2, p.405.

 

Поступила в редакцию 16.04.2012 г.

2006-2018 © Журнал научных публикаций аспирантов и докторантов.
Все материалы, размещенные на данном сайте, охраняются авторским правом. При использовании материалов сайта активная ссылка на первоисточник обязательна.