Термодинамико-топологический анализ систем Sc2S3 - Ln2S3 (Ln = La - Lu) и Sc2S3 - AxSy (A = Ti4+, Cr3+, Mn2+, Ni2+, Cu+), структуры и характеристики фаз

• Автор: Разумкова, Иллария Андреевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 175 с. : ил.

1.1. Свойства простых и сложных сульфидов, перспективы их применения.

1.2. Закономерности фазовых равновесий в системах, образованных Зс

элементами и серой

1.2.1.Закономерности изменения свойств в ряду Зс1 элементов

1.2.2. Фазовые равновесия в системах Ме Б Ме Т, Сг, Мп, Бе, Со, 1, Си,

1.3. Закономерности фазовых равновесий в системах, образованных РЗЭ и их соединениями

1.3.1. Закономерности изменения свойств в ряду РЗЭ

1.3.2. Фазовые равновесия в системах Ьп Б Ьп Ьа Ьи, У

1.3.3. Кристаллохимические характеристики сульфидов РЗЭ, полиморфизм фаз Ьп2Бз.

1.4. Фазообразование в системе Си2Б Бс2Б3.

1.5. Закономерности фазовых равновесий в системах Си2Б Ьп2Бз Ьп Ьа Ьи.

1.6. Закономерности фазовых равновесий в системах Бс2Бз льБз. Кристаллохимические характеристики образующихся фаз.
1.7. Методы синтеза сульфидных фаз
Выводы по литературному обзору
ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЧЕСКАЯ БАЗА АППАРАТУРА И МЕТОДЫ.
2.1. Методы синтеза сульфидов Зс1 и 4Г элементов.
2.2. Синтез образцов в системах Бс2Б3 Ьп2Б3 Ьп ТЬ, УЬ и Бс2Б3 сульфид Зс1элемента А ТУ, СгШ, Мп, 1Н, Си, 2п
2.3. Вычисление термодинамических характеристик из экспериментально построенных фазовых диаграмм.
2.4. Методы физикохимического анализа.
2.4.1. Рентгенофазовый анализ
2.4.2. Микроструктурный и дюрометрический анализы
2.4.3. Дифференциальнотермический анализ
2.4.4. Визуальнополитермический анализ
2.4.5. Термогравиметрия, методики определения теплот плавления.
2.4.6. Метод отжига и закалки
2.4.7. Методы химического анализа состава образцов.
2.4.8. Определение пикнометрической плотности порошков твердых растворов
ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ В СИСТЕМАХ Бс2Б3 Ьп2Б3, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И СВОЙСТВА ФАЗ.
3.1. Фазовые диаграммы систем Бс2Б3 Ьп2Б3 Ьп ТЬ, УЬ
3.1.1. Фазовая диаграмма системы Бс2Б3 ТЬ2Б3.
3.1.2. Фазовая диаграмма системы Бс2Б3 УЬ2Б3.
3.2. Физикохимическая природа твердых растворов в системах Бс2Б3 Ьп2Б3
3.3. Термодинамический анализ фазовых диаграмм систем Бс2Б3 Ьп2Б3
3.4. Закономерности фазовых равновесий в системах Бс2Б3 Ьп2Б3.
ГЛАВА 4. ХИМИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ Бс2Б3 С СУЛЬФИДАМИ ЭЛЕМЕНТОВ.
4.1. Фазовые равновесия в системах Бс2Б3 АХБУ А Т4, Сг3, Мп2, 1Ч2,
4.1.1. Фазовые равновесия в системе
4.1.2. Фазовая диаграмма системы
4.1.3. Фазовая диаграмма системы
4.1.4. Фазовая диаграмма системы i
4.1.5. Фазовая диаграмма системы
4.2. Термодинамический анализ фазовых диаграмм систем сульфид 3 элементов i4, 3, 2, 2, i, ,
4.3.Закономерности фазовых равновесий в системах сульфиды 3элементов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Работа выполнена при финансовой поддержке ФЦП ГП П6 и Гранта ТюмГУ для молодых ученых и аспирантов г. ГЛАВА 1. Сульфиды З и элементов составляют новую группу наукоемких материалов, которые уже использовались в практике или являются перспективными для внедрения. Интерес, проявляемый к простым и сложным сульфидам, обусловлен следующими причинами табл. Существенное разнообразие свойств металлы, полупроводники, изоляторы, сверхпроводники. Количественные значения характеристик материалов определяют возможность их практического использования. Существование сульфидов в виде областей гомогенности. Изменение состава влечет к изменению свойств фаз, позволяющее целенаправленно управлять свойствами материалов. Свойства сульфида меди Си2Б всесторонне изучены в работах отечественных и зарубежных авторов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, , . Все модификации Си проявляют полупроводниковые свойства. Для аСи ширина запрещнной зоны АЕ равна 1. В, 1. В, 1. В, 1. В., для 3Си ДЕ составляет по данным различных источников от 1 эв до 1. Фазы уСи образует область гомогенности с дефектной структурой, свойства которой изучены в работах 8, , . При плавлении Си2Б электропроводность скачкообразно возрастает, в расплаве она сохраняет полупроводниковые свойства. Полусульфид меди обладает высокими значениями термоэ. ВК при 0 К мкВК при повышенной температуре, проявляет р тип проводимости. Оптимачьным составом является псевдогексагональная фаза Си. Сульфиды РЗЭ Еп1, составы из области Ьп3 Ьп, 1п3. При попадании 4Гуровня в запрещенную зону возникает донорный уровень с концентрацией носителей заряда, которая принципиально недостижима у других классов полупроводников , , . Соединения Ьп3 обладают высокой термической стойкостью, возможностью целенаправленного легирования за счт изоморфного замещения. По электрическим свойствам соединения Ьп3 диэлектрики с удельным сопротивлением р Омсм , . По оптическим свойствам кристаллы окрашены и прозрачны в области от 0. ЗОмкм показатель преломления п 2. ДЕ0ПТ 2. В. Ьа3 является самым термостойким оптическим ИКматериалом . По тепловым свойствам коэффициент теплопроводности для соединений Ьп3 при комнатной температуре равен 1 2 Втмград термоэ. К К 0 0 мкВК коэффициент линейного расширения Ьп3 при 0 К равен 1. К1 микротвердость составляет 0 0 МПа. Системы Си Ьп2Бз перспективны в связи с образованием сложных сульфидных фаз таких, как СиЬпБг и Си3Ьп, Си5Ьп которые обладают полупроводниковыми свойствами. Для фаз, образующихся в системах Си Ьп3, в основном, изучены их электрофизические свойства. При комнатной температуре электропроводность соединения Си3Ьп меняется в интервале 3 Ом см1. С увеличением атомного номера, соответствующего РЗЭ, значение закономерно уменьшается за исключение 8с, что связано с увеличением носителей тока вследствие перехода от одного энергетического уровню к другому . Ширина запрещенной зоны, вычисленная из наклона 1йа Т, при переходе от Сис до Си3УЬ закономерно уменьшается от 1. В до 1. В соответственно. Все исследованные соединения при комнатной температуре проявляют р тип проводимости. Также полупроводниковый характер температурной зависимости имеют фазы СшЬк и СизЬиБ. Энергия активации примесного уровня составляет 0. В и 0. В , . Для соединения СиБсБг определена оптическая ширина запрещнной зоны 2. В. Фаза имеет птип проводимости, удельное сопротивление при стандартных условиях 2Т Омм. Высокая п проводимость р Омм была достигнута за счет замещения тетраэдрических мест меди цинком . Для этого кристаллы Си8сбыли отхожены в парах цинка при К. Было предположено, что р тип проводимости будет достигнут за счет замещения атомов скандия кальцием, однако проявление данного типа не было зафиксировано табл. Таблица 1. Основные физикохимические свойства простых и сложных сульфидов Зс1 и 4 элементов и области их применения. При создании современных функциональных материалов с нелинейными магнитными и электрическими свойствами важную роль играют переходные элементы, способные проявлять переменные степени окисления и находиться в различных спиновых состояниях .