Спосіб вирощування монокристалів купрум йодиду-пентатіоарсенату cu6ass5i за допомогою хімічних транспортних реакцій

Спосіб вирощування монокристалів купрум йодиду-пентатіоарсенату Cu6AsS5I за допомогою хімічних транспортних реакцій, який включає ступінчастий нагрів вакуумованих кварцових ампул, що містять вихідні компоненти у необхідному стехіометричному співвідношенні, до максимальної температури і витримку при цій же температурі протягом 24 годин та подальше вирощування монокристалів, який відрізняється тим, що як вихідні компоненти для синтезу використовують елементарні мідь і сірку та бінарні сульфід миш'яку As2S3 і йодид міді CuІ, при цьому максимальна температура синтезу становить 923±5 К, а вирощування проводять з використанням як транспортуючого агента йодиду міді CuI з розрахунку 20 мг/см3 вільного об'єму ампули. UA (21) a201004593 (22) 19.04.2010 (24) 25.01.2011 (46) 25.01.2011, Бюл.№ 2, 2011 р. (72) КОХАН ОЛЕКСАНДР ПАВЛОВИЧ, ПАНЬКО ВАСИЛЬ ВАСИЛЬОВИЧ, МІНЕЦЬ ЮРІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, СТУДЕНЯК ІГОР ПЕТРОВИЧ (73) ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД "УЖГОРОДСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ" (56) UA 23103 U, 10.05.2007 UA 38013 U, 25.12.2008 Structural phase transitions and their influence on Cu+ mobility in superionic ferroelastic Cu6PS5I single crystals // Materials Science-Poland. - 2006. - V. 24, № 1. - P. 238-243. Кайла М.І. та ін. Особливості структури та краю оптичного поглинання нових суперіонних провідників Cu6AsS5I // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія Фізика. Випуск 26. – 2006. – С.52-60 C2 2 (19) 1 3 Спосіб здійснювали наступним чином. Приклад Для одержання 10г речовини Cu6AsS5I брали 4,2740г Сu, 1,5094г S, 1,6547г As2S3 і 2,5619г СuІ і завантажували у кварцову ампулу довжиною 160180мм та діаметром 20-22мм. Додатково у ролі транспортуючого агента в ампулу додавали СuІ з розрахунку 20мг/см3 вільного об'єму ампули. Ампулу відкачували до залишкового тиску 10-2Па і проводили синтез. Для синтезу та вирощування монокристалів використовували мідь марки М-000, сірку Ос.Ч. 15-3 та попередньо синтезовані As2S3 та СuІ [5] Додаткове очищення проводили методом вакуумної дистиляції. Завантажену ампулу поміщали у горизонтальну трубчату двозонну піч опору з електронним контролем та регулюванням температури. Ампулу нагрівали з швидкістю 100К/год до 673К та витримували при цій температурі 24год; потім нагрівали з швидкістю 50К/год до 773К та витримували при цій температурі 14-16год; далі нагрівали з швидкістю 50К/год до 923К і витримували при цій температурі 24год. Під час синтезу температуру у зоні, де знаходиться вільний кінець ампули, підтримували на 40-50К вищою за температуру, де знаходиться шихта для синтезу. Після проведення синтезу у тих самих ампулах методом хімічних транспортних реакцій вирощувалися монокристали Cu6AsS5I. Для цього змінювали температурний режим так, щоб температура у вільному кінці ампули (зона росту) була на 40-50К нижчою за температуру в зоні синтезу. Оптимальними умовами вирощування виявились температура 893-923К в зоні випаровування та 853-873К в зоні кристалізації, час вирощування монокристалів складав 340-360 годин. При цих умовах методом газотранспортних реакцій одержано монокристали таблитчатого габітусу з напівметалевим блиском розмірами до 452мм3. Одержаний продукт досліджували методами рентгенівського фазового та денситометричного (гідростатичне зважування) аналізів. Дифрактограма сполуки Cu6AsS5I (Фіг.1) проіндексована в гранецентрованій кубічній комірці. Структурні па 93332 4 раметри: просторова група F 43m , а=9.903(2)Å, Z=4. Густина, визначена методом гідростатичного зважування (толуен, 20С) становить 5100±10кг/м3, а розрахована за рентгенівськими даними 5107кг/м3, що є близькими до приведених у літературі: а=9.8989(8)Å, (рентг.)=5089кг/м3[4]. Перевагою запропонованого способу перед способом-прототипом є те, що одержання хімічної сполуки купрум йодиду-пентатіоарсенату Cu6AsS5I [4] та вирощування монокристалів поєднуються в одному технологічному циклі. Планується використання монокристалів купрум йодиду-пентатіоарсенату Cu6AsS5I в лабораторіях УжНУ при виконанні фундаментальних досліджень нових твердоелектролітичних матеріалів та одержанні суперіонних матеріалів з високою катіонною провідністю при кімнатній температурі. Джерела інформації: 1. Панько В.В., Студеняк И.П., Дьордяй B.C., Ковач Д.Ш., Борец А.Н., Ворошилов Ю.В. Влияние условий получения на свойства кристаллов Cu6PS5Hal // Неорг. материалы. - 1988. - Т.24, №1. - С.120-123. 2. Studenyak I.P, Kranjcec M, Mykailo O.A., Bilanchuk V.V., Panko V.V., Tovt V.V. Crystal growth, structural and optical parameters of Cu6PS5(Br1-xIx) superionic conductors // J. Optoelectron. Adv. Mater. 2001. - Vol.3, №4. - P.879-884. 3. Пат. 70185 Україна, C01G 23/00, C01G 15/00, C01B 17/20, C30B29/12. Спосіб одержання Талію (І)-Титану (IV) тетрасульфіду Tl4TiS4 / Сабов М.Ю., Севрюков Д.В., Переш Є.Ю.; заявник і патентовласник Ужгородський національний університет. - заявл. 29.12.2003; опубл. 10.04.2007, Бюл. №4. – прототип. 4. Nilges Т., Pfitzner A. A structural differentiation of quaternary copper argyrodites: Structure-property relations of high temperature ion conductors. // Z. Kristallogr. - 2005. - V.220 - P.2810-294. 5. Брауэр Г. Руководство по неорганическому синтезу. В 6-ти томах / Пер. с нем. Н.А. Добрыниной, В.Н. Постнова, С.И.Троянова. Т.4. - М: Мир. 1985. - 392с. 5 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 93332 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601