ФАЗОВІ РІВНОВАГИ В СИСТЕМІ PBS-PR2S3-ER2S3
DOI:
https://doi.org/10.32782/pcsd-2021-1-6Ключові слова:
кристалічна структура, координаційне оточення, ізотермічний переріз, квазібінарна рівновагаАнотація
У цій роботі проведений теоретичний аналіз структурних особливостей вихідних фаз квазіпотрійної систе- ми PbS – Pr2S3 – Er2S3. Важливо зазначити, що вони характеризуються конгруентним типом плавлення і можуть виступати вихідними компонентами вище зазначеної квазіпотрійної системи. Структура PbS і Er2S3 описується октаедричними багатогранниками атомів катіонів, а в структурі Pr2S3, за рахунок збільшення радіусу атома Pr в порівнянні з радіусом атома Er, зростає координаційне число до 8. Таким чином, отримується призма з двома додатковими атомами. При переході до тернарних фаз спостерігаємо деякі зміни в координаційному оточенні атомів Pb i Pr. У структурі Er2PbS4 координаційне оточення атомів Er залишається октаедричним, але в ато- мів Pb стає призматичним з одним додатковим атомом. У структурі Pr2PbS4 утворюється щільна упаковка атомів і як наслідок формується суміш атомів {0.667 La + 0.333 Pb}, що займає правильну систему точок 12а. Такий мотив координаційних переходів завершується утворенням тільки тернарних фаз у квазіпотрійній сис- темі PbS – Pr2S3 – Er2S3. Окрім того, було отримано більше, ніж 40 зразків і проведено їх рентгенофазовий аналіз. Згідно з його результатами, підтверджено існування тернарних фаз Er2PbS4 та Pr2PbS4. Максимальна температура синтезу становила 1323 К. Синтез вихідних зразків системи проводився з використанням твердо- фазних реакцій у вакуумованих кварцевих ампулах при залишковому тиску 10-2. Наявність нових тернарних фаз не встановлено. Проведені експериментальні дослідження вказують на існування квазібінарних рівноваги Er2PbS4 – Pr2PbS4 та досить об’ємної двохфазної області Er2S3 + Pr2+2/3xPb1-xS4 (x = 0÷0,54). За результатами дослідження побудовано ізотермічний переріз квазіпотрійної системи PbS – Pr2S3 – Er2S3 за температури 770 К.
Посилання
Kolobov A.V., Tominaga J., Chalcogenides: metastability and phase change phenom-ena. Springer Science & Business Media. 2012. vol. 164.
Fu L., Kane C.L., Mele E.J., Topological insulators in three dimensions, Phys. Rev. Lett. 2007. V. 98.
Tritt T.M. Thermal Conductivity: Theory, Properties, and Applications. Springer Science & Business Media. 2005. P. 105-121.
Eggleton B.J., Luther-Davies B., Richardson K. Chalcogenide photonics. Nat. Photon. 2011. V.5. P. 141-148.
Mizuguchi Y., Takano Y. Review of Fe chalcogenides as the simplest Fe-based super-conductor. J. Phys. Soc. Jpn. 2010. V. 79.
Si Q., Yu R., Abrahams E. High-temperature superconductivity in iron pnictides and chalcogenides. Nat. Rev. Mater. 2016. V. 1.
Spaldin N.A. Magnetic Materials: Fundamentals and Applications. Cambridge University Press. 2010. Second edition.
Марчук О.В., Гулай Л.Д. Фазові рівноваги у системах La2X3 – PbX – SiX2 (X – S, Se) за температури 770 K. Наук. вісн. ВНУ, серія “Хімічні науки”. 2012. № 17(242). C. 93-97.
Noda Y. Masumoto K., Ohba S. Temperature Dependence of Atomic Thermal Parameters of Lead Chalcogenides, PbS, PbSe and PbTe. Acta Cryst. 1987. V. 43. P. 1443-1445
Skums V.F., Pink R.L., Allasov M.R. Solid solutions of the PbSe – PbS system at high pressures. Inorg. Materials (USSR). 1991. V. 27. P. 1336-1340
Schleid T., Lissner F. Einkristalle von A-Nd2S3, U-Ho2S3, D-Er2S3 und E-Lu2S3 durch Oxidation reduzierter Chloride der Lanthanide mit Schwefel. Z. Anorg. Allg. Chem. 1992.V. 615. P. 19–26
Schleid T., Lissner F. A-Pr2S3, D-Ho2S3 und E-Yb2S3: Synthese und Einkristalluntersuchungen. Z. Anorg. Allg. Chem. 1968. V. 7. P. 2282–2288
Gulay L.D., Daszkiewicz M., Shemet V.Ya., Olekseyuk I.D. Crystal structure of the R6Pb2Se11 (R = Y, Dy and Ho) compounds. J. Alloys Compd. 2005. V. 403. P. 206-210
Marchuk O.V., Gulay L.D., Shemet V.Ya., Olekseyuk I. D. Investigation of the Pr2Se3 – Cu2Se – PbSe and Pr2Se3 – Ag2Se – PbSe systems. J. Alloys Compd. 2006. V. 416. P. 106-109
Sharma R.C., Lin J.C., Chang Y.A. Metall. Trans. Data Base of Diagrams. Inst, of Chem. Materials Problems. 1999. V. 237. P. 1987
Okamoto H. Pr – S (Praseodymium – Sulfur). J. Phase Equilib. 1991. V. 12, № 5. P. 618-619.
Смітюх О.В., Марчук О.В., Олексеюк І.Д., Гулай Л.Д. Фазові рівноваги в системі PbS – Er2S3 – Pr2S3 за температури 770 К. Матеріали XIV всеукраїнської конференції молодих вчених та студентів з актуальних питань сучасної хімії. Дніпропетровськ: 24-26 травня 2016 р., Маторина К.В. Дніпропетровськ: ЛІРА, 2016.С. 90.
