DOI: https://doi.org/10.24144/2414-0260.2018.2.31-36

ВИВЧЕННЯ ФІЗИКО-ХІМІЧНОЇ ВЗАЄМОДІЇ В СИСТЕМІ Se–SnSe2–Tl2SnSe3

T. O. Malakhovska, A. I. Pogodin, M. J. Filep, M. Yu. Sabov, O. J. Munkachi, Yu. M. Stasyuk, I. E. Barchiy

Анотація


Одним із шляхів пошуку та отримання нових матеріалів з відтворюваними властивостями є вивчення фазових діаграм багатокомпонентних систем. Халькогеніди на основі талію належать до перспективних і ефективних термоелектричних матеріалів.

Результати аналізу літературних даних показали доцільність дослідження квазіпотрійної системи Se–SnSe2−Tl2SnSe3. Оскільки вихідними компонентами системи є бінарний та тернарний селеніди, які проявляють термоелектричні властивості, а також мають шарувату структуру, і відповідно анізотропію властивостей.

Сторони квазіпотрійної системи утворюють дві квазіподвійні Tl2SnSe3–Se та SnSe2–Se, які належать до евтектичного типу з виродженою евтектикою в точці плавлення селену. В інтервалі концентрацій, системи Tl2SnSe3–Se, від 20 до 60 мол. % Tl2SnSе3 спостерігається розшаруванням в рідкій фазі. Система SnSe2–Tl2SnSe3 характеризується утворенням проміжної тернарної сполуки Tl2Sn2Se5, за перитектичною реакцією L+SnSe2↔Tl2Sn2Se5 – при 732 К і нонваріантним. Сполука Tl2Sn2Se5 є нестійкою і твердофазно розкладається при 655 К за реакцією Tl2Sn2Se5↔Tl2SnSe3+SnSe2. Завдяки тому, що переріз Se–Tl2Sn2Se5 є частково квазібінарним, він умовно поділяє вихідну квазіпотрійну систему SnSe2–Tl2SnSe3–Se на дві вторинні часткові системи Tl2Sn2Se5–Tl2SnSe3–Se і SnSe2–Tl2Sn2Se5–Se. Для дослідження фізико-хімічної взаємодії в квазіпотрійній системі Se–SnSe2–Tl2SnSe3 було синтезовано ряд точок. Синтез бінарних, тернарних сполук та ряду сплавів здійснювався у вакуумних (0.13 Па) кварцових ампулах прямим однотемпературним методом. Максимальна температура синтезу на 50-70 K перевищувала температуру плавлення найбільш тугоплавкого компонента. Відпал проводили протягом 168 год при температурі 433 К.

Результати ДТА, РФА та математичного моделювання дали можливість вивчити характер фізико-хімічної взаємодії в квазіпотрійній системі Se–SnSe2–Tl2SnSe3, побудувати проекцію поверхні ліквідусу на концентраційний трикутник та просторові діаграми стану вторинних систем Tl2Sn2Se5–Tl2SnSe3–Se і SnSe2–Tl2Sn2Se5–Se, встановити координати нонваріантних точок, а також детальний хід ліній моноваріантних рівноваг.

Встановлено, що лінії моноваріантних рівноваг квазіпотрійної системи SnSe2–Tl2SnSe3–Se сходяться в двох нонваріантних точках: потрійній перитектичній U (66.6 мол% Se, 19.3 мол% Tl2SnSe3, 14.1 мол% SnSe2, 585 К) та евтектичній E (82.6 мол% Se, 10.1 мол% Tl2SnSe3, 7.3 мол% SnSe2, 475 К)


Ключові слова


Chalcogenides; Thermal analysis; X-ray diffraction; Projection of liquidus surface

Повний текст:

PDF

Посилання


Bojko M.I., Levy`cz`ky`j S.M., Vlasenko O.I., Kry`s`kov Cz.A. Fizyka i khimiia tverdoho tila. 2011, 12(3), 777–781 (in Ukr.).

Zhao L.-D., Tan G., Hao S., He J., Pei Y., Chi H., Wang H., Gong S., Xu H., Dravid V.P., Uher C., Snyder G.J., Wolverton C., Kanatzidis M.G. Science. 2016, 351, 141–145.

Kuropatwa B.A., Assoud Abdeljalil, Kleinke H. J. Alloys Compd. 2011, 509, 6768–6772.

Guo Q., Assoud A., Kleinke H. Adv. Energy Mater. 2014, 4 (14), 1400348.

Kuropatwa B.A., Assoud A., Kleinke H. J. Alloys Compd. 2011, 509, 6768–6772.

Barchij I., Sabov M., El-Naggar A.M., Al Zayed N.S., Albassam A.A., Fedorchuk A.O., Kityk I.V. J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2016, 27, 3901–3905.

Mcguire M.A., Reynolds T.K., Disalvo F.J. Chem. mater. 2005, 17(11), 2875–2884.

Malakhovska T.O., Glukh O.S., Sabov M.Yu., Barchij I.Ye., Peresh Ye.Yu. Ukr. Khim. Zhurn. 2009, 75(5), 25–27 (in Ukr.).

Yixuan Wu, Wen Li, Alireza Faghaninia, Zhiwei Chen, Juan Li, Xinyue Zhang, Bo Gao, Siqi Lin, Binqiang Zhou, Anubhav Jain, Yanzhong Pei. Materials Today Physics. 2017, 3, 127–136.

Malakhovska T.O., Sabov M.Yu., Barchij I.Ye., Peresh Ye.Yu. Ukr. Him. Zhurn. 2009, 75(2), 89–91 (in Ukr.)

Bao-Zhen Sun, Zuju Ma, Chao He, Kechen Wu. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 29844–29853.

Malakhovska T.O., Yankovy`ch О.М., Sabov M.Yu., Peresh Ye.Yu. Nauk. visnik Uzhgorods'kogo un-tu. Serіya “Khimiya”. 2008, 13, 16–20 (in Ukr.).

Karakhanova M.I., Pashynkyn A.S. Novoselova A.V. Neorgan. mater. 1966, 2, 1186–1189 (in Russ.).

Barchii I.E., Malakhovskaya-Rosokha T.A., Sabov M.Y., Filep M.Y., Peresh E.Y. Russ. J. Inorg. Chem. 2013, 58(1), 88–90.

Peresh E.Yu., Lazarev V.B., Starosta V.I. Neorgan. mater. 1986, 22(12), 1967–1971. (in Russ.).

Malakhovska-Rosokha T.O. Systemy Tl–Sn(Pb)–S(Se,Te): fazovi rivnovagy`, oderzhannya monokry`staliv ternarny`kh spoluk ta yikh vlasty`vosti. Uzhgorod. 2010, 144 p. (in Ukr.).

Barchij I.E. Ukr. him. zhurn. 2001, 67(11), 18–23 (in Ukr.).


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Свідоцтво про державну реєстрацію КВ № 21056-10856Р від 07.11.2014 року (раніше КВ №7972 від 09.10.2003 року). Збірник наукових праць «Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Хімія» внесений у Список наукових видань, у яких можуть публікуватися результати дисертаційних робіт (Наказ МОН України № 261 від 06.03.2015 р.; Постанова Президії ВАК України № 1-05/4 від 14.10.2009 р.). Всі статті підлягають незалежному рецензуванню.