Фазовые составы и структуры в системах FeS - Ln2S3 (Ln = La - Lu)

• Автор: Андреев, Виталий Олегович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Введение
Глава 1.Фазовые равновесия в системах Ре Б, Ьп Б, ГеБ Ьпз, структура, свойства, области применения, сульфидных фаз. Термоэлектрические материалы

1.1. Термоэлектрические материалы и термоэлектрические преобразователи.

1.2. Фазовые диаграммы как основа создания материалов.

Методы получения поликристаллических образцов.

1.3. Закономерности в ряду редкоземельных

элементов и их соединений.

1.4. Компьютерная модель трансформации фазовых диаграмм.

1.5. Фазовые равновесия в системе Ре 5, кристаллохимические характеристики сульфидов железа

1.6. Фазовые диаграммы систем Ьп 8 Ьп Ьа Ьи, структуры и полиморфизм сульфидов Ьп

1.7. Системы Ье8 ГлБз, Ье Ьп 8 Ьп Ьа Ьи, У, Эс.

1.7.1. Фазовые равновесия в системах РеБ Ьп2Бз, Ге Ьп
1д1 Ьа Ьи, У, Бс
1.7.2. Кристаллохимические характеристики структур
сложных сульфидов. Ьа Ьи
1.7.3. Фазовые диаграммы систем РеЭ ЬпД Ьп 1,, Эу, 8с
1.8. Методы синтеза простых и сложных сульфидов.
1.9. Выводы по литературному обзору.
Глава 2. Термодинамика реакций синтеза Ге8, получение сульфидных фаз,
экспериментазьные установки, методы физикохимического анализа
2.1. Термодинамика реакций синтеза сульфида железа и
его термообработки в графитовом тигле.
2.2. Синтез сульфида железа Ре8.
2.3. Синтез полуторных сульфидов редкоземельных элементов.
2.4. Синтез образцов в системах Ре8 Ьпз Ьп Ьа Ьи
2.5. Оборудование и условия термической обработки веществ.
2.6. Методы физикохимического анализа
2.6.1 Рентгенофазовый анализ РФА
2.6.2 Микроструктурный анализ МСА,
дюрометрический анализ ДМА.
2.6.3. Дифференциальнотермический анализ ДТА.
2.6.4. Визуалыюполитермический анализ ВПТА,
прямой термический анализ ПТА
2.6.5. Метод отжига и закалки.
2.6.6. Метод получения прессованных образцов
2.6.7. Методика измерение электропроводности и термоэлектрической движущей силы.
Глава 3. Фазовые диаграммы систем РеБ Ьп2Бз ЬпЬаЬи,структуры
сложных сульфидов, закономерности фазовых равновесий в системах.
3.1 Фазовая диаграмма системы РеБ Ьа2Бз.
3.2 Фазовая диаграмма системы РеБ Се2Бз.
3.3 Фазовая диаграмма системы РеБ Ргз.
3.4 Фазовая диаграмма системы РеБ ТЬ2Бз.
3.5 Фазовая диаграмма системы РеБ Оу2Бз.
3.6 Фазовая диаграмма системы РеБ Ег2Бз.
3.7 Фазовая диаграмма системы РеБ УЬ2Бз
3.8 Фазовая диаграмма системы РеБ Ьи2Бз.
3.9. Математическая аппроксимация трансформации фазовых
диаграмм систем РеБ Ьп2Б3 ЬпЬа Ьи.
3 Фазовые равновесия в системах РеБ Ьп2Б3 Ьп Но, Тш
. Система РеБНо2Бз
. Система РеБТш2Бз
3 Типы фазовых диаграмм систем РеБ Ьп2Б3 Ьп Ьа Ьи
3 Закономерности фазовых равновесий в системах
РеБ Ьп2Бз Ьп Ьа Ьи.
Глава 4. Получение образцов сложных сульфидов в системах ЬеБ Ьп2Бз Ьп Ьа Ьи и их электрофизические свойства. Расчт и разработка конструкции термоэлектрического генератора и его испытания на практике
4.1. Получение образцов сложных сульфидов в системах
ЬеБ Ьп2Б3 Ьп Ьа Ьи.
4.2. Измерение электропроводности и термоэлектрической
движущей силы
4.3. Разработка конструкции термоэлектрического генератора
и его расчт.
Выводы.
Литература


МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ. Фазовые диаграммы как зависимости температуры фазовых переходов в системе от состава системы являются основой создания материалов. В диаграмме в концентрированном виде представлена информация по областям гомогенности соединений, температурным интервалам их устойчивости, характеру плавления 1 3, Информация по условиям существования фаз позволяет выбрать методы и условия получения образцов соединений. Состав образцов, получаемых методом направленной кристаллизации, определяется видом области гомогенности рис. При кристаллизации образцов, состав которых находится в пределах области тврдого раствора, химический состав образующихся кристаллов изменяется по линии солидус, а химический состав жидкости по линии ликвидус рис. Следует выделить два крайних случая изменение химического состава образующихся кристаллов в процессе направленной кристаллизации. При высоких скоростях охлаждения системы, образующиеся кристаллы не успевают взаимодействовать с жидкой фазой. Химический состав кристалла полученного по методу Бриджмена рис. При так называемом статическом методе получения кристаллов, когда скорости охлаждения малы или бесконечно малы, первично образовавшиеся из расплава кристаллы взаимодействуют с жидкостью до выравнивания химического состава тврдой и жидкой фаз. В этом случае химический состав образца будет однородным и соответствовать химическому составу расплава 1,2, ,0. Существенное влияние на получение кристаллов заданного или стехиометрического состава оказывает форма высокотемпературной части области гомогенности фазы, заключнная между эвтектиками слева и справа рис. Рис. Рис. Основные варианты расположения области гомогенности фазы относительно стехиометрического состава пунктир. Тх точка нахождения стехиометрического состава на границе области гомогенности Ть Т2 температуры эвтектик, образуемых соединением Тз, Т4, Т5 точки начала совпадения стехиометрического состава с границей или линией области гомогнности 0. В термоэлектрических преобразователях, электронике, солнечных батареях, других устройствах используются образцы заданных геометрических форм с необходимыми значениями плотности пористости состоянием поверхности. Существует несколько основных методов получения образцов заданных геометрических форм ,, 0. Обширную группу методов составляют способы получения образцов путм направленной кристаллизации в контейнере рис. З Метод направленной кристаллизации осуществляется пи наличии переохлаждения на фронте кристаллизации. В расплаве образуются кристаллы того состава, который находится в равновесии с жидкостью, что определяется формой области гомогенности фазы на диаграмме состояния рис. Вытягивание образцов непосредственно из расплава приводит в основном к получению неправильных геометрических форм, что требует последующего вырезание образцов операции требующей высокой техники выполнения ,. Получения образцов путм прессования позволяет сразу предать образцу форму цилиндра, паралепипеда, шайбы, стержня. Методы холодного прессования технологичны и при изготовлении образцов небольших диаметров не требуют значительных механических усилий. Как правило, давление на один квадратный сантиметр достигает 2 тон. При более высоких давлениях имеются повышенные требования к материалам металлических матриц , . Прессование при повышенных температурах позволяет получать образцы со значениями плотности близкими к теоретическим рентгенографическим значениям. Уплотнение образцов при высоких температурах сопровождается плотным слипанием границ зрен, что восстанавливает оптические характеристики прозрачных материалов , . К порошкам, используемым для прессования, предъявляются специальные требования по дисперсности и форме частиц. Исходные частицы должны иметь сферическую форму, не быть пористыми. В партии для прессования должны присутствовать частицы различной дисперсности, так чтобы меньшие по размеру частицы заполняли пространство между большими частицами . Рис. Способы осуществления направленной кристаллизации образцов из расплава.