Стеклообразование и свойства стекол системы Tm-As-S(Se)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Стеклообразование и свойства стекол системы Tm-As-S(Se)

Baku State University Ильяслы Теймур Мамед, доктор химических наук, проф. заведующий кафедры общей и неорганической химии, Бакинский Государственный Университет, Гахраманова Гунель Гаджи докторант, кафедра общей и неорганической химии, Бакинский Государственный Университет, Гаджалы Наджафоглы, доктор химических наук, проф. Карсский Кавказский Университет, Турция, Исмаилов Закир Ислам, кандидат технических наук, доцент кафедра общей и неорганической химии, Бакинский Государственный Университет

GLASS STRUCTURE AND PROPERTIES OF GLASSES OF THE Tm-As-S (Se) SYSTEM

Ilyasly T.M., doctorof chemical sciences, professor, General and Inorganic Chemistry Baku State University

Gakhramanova G.H. Phd student inGeneral and Inorganic Chemistry Baku State University GajaliN, doctor of chemical sciences, professor, Caucasus Univercity, Turkey Department of General and Inorganic Chemistry, Baku State University

Ismailov Z.I. Ph.D., Associate Professor Department of General and Inorganic Chemistry

Abstract

Complex by methods of physical and chemical analysis, the Tm-As- (Se) ternary systems were studied in various sections. The regions of glass formation in various systems have been established in three cooling regimes,

1-2 dgr /min, 7-10 dgr/min, 450dgr / min. It is revealed that the glass formation area is quenched in water increasing. Some physicochemical properties of glasses have been studied, it is found that the value of macroscopic properties increases with increasing percentage of thulium in alloys.

Keywords: glass, cut, crystallization, microhardness, concentration.

Аннотация

Комплекс методами физико-химического анализа исследованы тройные системы Tm-As-S(Se) по различным разрезам. Установлены области стеклообразования в трех режимах охлаждения 1-2 град/мин, 7-10 град/мин, 450 град/мин. Выявлено, что область стеклообразования с увеличением скорости охлаждения увеличивается. Изучены некоторые физико-химические свойства стекол, обнаружено, что значение макроскопических свойств как температура стеклообразования (T_g), микротвёрдость (Нц), плотность увеличивается с увеличением процентного содержания тулия в сплавах.

Ключевые слова: стекло, разрез, кристаллизация, микротвёрдость, концентрация.

Введение

Для решения основной задачи современного материаловедения - создания материалов с техническими важными свойств и эксплуатационными характеристиками и необходимости установления функциональных связей «состав-свойство», «состав-структура и свойство», позволяющих вести целенаправленный поиск и синтез необходимых материалов с заранее заданными свойствами. Среди множества материалов, изучение которых входит в задачу неорганической химии, особое место занимает халькогенидные, в частности, халькогенидные стеклообразные полупроводники (ХСП).

Среди множества материалов, изучение которых входит в задачу неорганической химии, особое место занимает халькогенидные, в частности, халькогенидные стеклообразные полупроводники (ХСП).

ХСП хорошо изучены в работах [1-3], а также имеются работы в области ХСП с участием p,d и f элементов [3-6]. Как известно стеклообразные полупроводники (ХСП) и сплавы на их основе рекомендовали себя в качестве фоточувствительных и магнитооптических материалов [6-9] .В настоящей работе приводится результаты исследования тройной системы Tm-As-S(Se). Для выяснения взаимодействия, а также установления области стеклообразования тройной системы Тт-АБ-8(8е) изучены различные разрезы. Как известно, в стеклообразном состоянии термодинамических неравновесных отсутствует дальний порядок и свойства, связанные с наличием симметрии при построений атомов в правильную кристаллическую решетку. Но в то же время, ряд важнейших параметров, связанных с ближним порядком остается, это в первую очередь относится к межатомным расстояниям и числе ближнего окружения атомов, которые как правило, мало меняется при переходе кристалл-стекло.

Целью настоящей работы является установление области стеклообразования в системе Тт-АБ-8(8е), а также изучения некоторых физико-химических свойств полученных стекол в зависимости от режима синтеза.

Материал и методы исследования

Для приготовления образцов использовали АБ- В5, Тт и 8-осч.

Синтез лигатур и тройных сплавов проводился прямым ампульным методом - ступенчато сперва температуру печи поднимали до 450⁰С, при этой температуре металлы взаимодействуют с серой. Для расплавления сплавов температуру печи поднимали до 900-950⁰С, далее выдерживая при этой температуре 2 часа, затем сплавы охлаждали со скоростью 100⁰C в час до комнатной температуры.

Сплавы исследованы комплекс методами физико-химического анализа. Дифференциально термический анализ проводили на терманализаторе типа термоскан, рентгенофазовый анализ проводили на дифрактометре XRDD8 фирмы “Broker” на CuKa излучении, микроструктурный анализ проводили на микроскопе МИМ-7 и МИН-8. Микротвердость испытали на микротвердомере ПМТ-3 при экспериментально установленных нагрузках.

Результаты исследования и их обсуждение

В настоящей работе приводятся результаты исследования стекол, полученных на основе AsS,As2S3 и As2Se3 по следующим разрезам: AS2S3- Tm, As2S3-TmS, As2S3-Tm2S3, As2Se3-Tm, As2Se3- TmSe, As2Se3-Tm2Se3,

Разрез AS2S3- Tm. Исследование сплавов системы было начато изучением свойств исходных компонентов в трех режимах охлаждения 1 -2 град/мин, 7-10 град/мин, 410град/мин как видно из таблица 1-14. Область стеклообразования с увеличением скорости охлаждения область стеклообразования увеличивается. После установления границы области стеклообразования, изучали физико-химические свойства стекол AsS-Tm, которые приводятся в таблицах 1,2,3

Таблица 1. Некоторые физико-химические свойства стекол pa3pe3aAsS-Tm (скор,охл.у = 1-2 град/мин)

Таблица 2 Некоторые физико-химические свойства стекол рaзрезaAs2Sз-Tm (скор.охл. v= 7-10 град/мин)

Таблица 3 Некоторые физико-химические свойства стекол разрезаА88-Тт (скор.охл. у=450 град/мин)

После установления границы области стеклообразования на основе Ає8 изучали физико-химические свойства стекол А8₂8з-Тт (таблицы 4,5,6). Стекла системы А8₂8з-Тт после синтеза получены компактном виде рубинового цвета.

Таблица 4 Некоторые физико-химические свойства стекол разрезаА8₂8з-Тт (скор.охл. у=1-2 град/мин)

Таблица 5 Некоторые физико-химические свойства стекол разрезаА8₂8з- Тт (скор.охл. у= 7-10 град/мин)

Таблица 6 Некоторые физико-химические свойства стекол разрезаА8₂8з-Тт (ско р.охл. у= 450 град/мин)

Разрез Л«28э- Тш8. Сплавы разреза синтезированы по разработанному режиму, подобно сплавам системы ЛБгЗз- Тт. Методом физико-химического анализа исследованы сплавы системы, результаты которых приводятся в таблицах 7,8,

Таблица 7 Некоторые физико-химические свойства стекол разрезаА$28з-Тт (скор.охл. у=7-10 град/мин)

Таблица 8 Некоторые физико-химические свойства стекол разреза Аб28з- Тш8 (скор.охл. у= 450 град/мин)

После определения области стеклообразова- плотности до и после отжига. По разрезу Ає2§зния по разрезу Ає2§з- Тт8 были исследованы физико-химические свойства сплавов с помощью охлаждения 410 град/мин составляет 20мол% Тт8. ДТА, РФА, МСА, определение микротвердости и -Тт8 область стеклообразования при скорости

Таблица 9 Составы и некоторые физико-химические свойства стекол системы А8₂8с_з-Тш (скор. охл. у= 1-2 град/мин)

Таблица 10 Составы и некоторые физико-химические свойства разреза А828е3-Тт (скор. охл. у= 7-10 град/мин)

Таблица 11 Некоторые физико-химические свойства стекол разреза Ає₂8е₃-Тт (скор.охл. у= 450 град/мин)

Разрез А«28еэ-Тш. Сплавы разреза были синтезированы. Прямым ампульным методом при температуре 750⁰С и выдерживали при этой температуре 5 часов. Затем температуру печи поднимали до 1000°С,сплавы состава 0-10 мол % Тш охлаждали из этой температуры со скоростью 7-10 град/мин и 420 град/мин, а другие партии сплавов охлаждали со скоростью 1-2 град/мин.После синтеза при указанных скоростях охлаждения, сплавы получились в черном компактном виде. При разломе сплавы по внешности имели раковистый излом. Это примета указывает, что они являются стеклами. Составы физико-химические свойства стеклообразных сплавов полученных в различных режимах охлаждения приведены в таблицах 9,10, 11.

Разрез А8₂8е₃-Тт8е стекла системы получены град/мин и 450 град/мин) при скорости охлажде- в трех режимах охлаждения которые,были описаны ния(у =1-2 град/мин) область стеклообразования предыдущих система (у = 1-2 град/мин, 7-10 доходит до 7 мол % Тт8е. Некоторые физико-химические свойства приведены в таблицах 12,13,14

Таблица 12 Некоторые физико-химические свойства стекол разрезаА828ез-Тт8е(скор.охл. у= 1-2 град/мин)

Таблица 13 Некоторые физико-химические свойства стекол разреза А828ез-Тт8е (скор.охл. у =7-10 град/мин.)

Таблица 14 Некоторые физико-химические свойства стекол разреза Л828ез-Тш8е (скор.охл. v=450 град/мин)

Выводы

По результатам исследования макроскопических свойств стекол было установлено, что с увеличением скорости охлаждения в сульфидных и селенидных системах область стеклообразования увеличивается с ростом концентрации тулия и его халькогенидов в состав стекол значения макроскопических свойств как Т_ё (температура стеклообразования), Нц (микротвёрдость) а также плотность увеличивается. Эти факты дает возможность предполагать, что в стеклах образуется новые структурные единицы типа

,

где Х-8,8е т.е. в стеклах реализуются образования новых тетраедрических единиц ТшЛбХ 8/2.

стеклообразование синтез тулий

Список литературы

1. Виноградова Г.З. Стеклообразование и фазовые равновесия в халькогенидныхсистемах. Двойные и тройные системы М.: Наука, 1984, 176 с.

2. Борисова З.У. Халькогенидные полупроводниковые стекла. - Л.: ЛГУ, 1983.- 263 с.

3. Ильяслы Т.М., док. дис. 1991, 404 с.

4. Ильяслы Т.М., Худиева А.Г., Алиев И.И. «Стеклообразования и свойствастекол на основе As2Se3»Chemical senses, Oxford Universitety Press 2016,p.968

5. Ильяслы Т.М., Садыгов Ф.М., Исмаилов З.И., Насибова Л.Э.«Халькогенидные стекло», патент AZN L20140079.

6. Худиева А.Г., Ильяслы Т.М, Исмаилов З.И.,.Алиев И.И « Исследование тройной системы Nd-As-S по различным разрезам» Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, Москва 2016 «Академия естествознания» с.902-905

7. G.Lucovsky and F.L.Galeenev. Infrared studies of Amorphous semiconductors Structure and properties of Non-crystalline semiconductors.

8. D. Engeman and R.Fisher, Proc.Sth.Intern.Conf. on Amorphous and licvid Semic. Garamiseh-Partenkirchen 1973 p.947

9. B.T.Kolomiets, T.N.Mamontova, A.A.Baba- yevI. Non cpyst. Solids 4, 289,1972

Размещено на Allbest.ru