Спосіб вирощування твердих розчинів складу (cu1-xagx)7ges5i методом спрямованої кристалізації з розплаву-розчину

Реферат: Спосіб вирощування твердих розчинів складу (Cu 1-xAgx)7GeS5I методом спрямованої кристалізації з розплаву-розчину включає ступінчастий нагрів вакуумованих кварцових ампул, з попередньо синтезованих тетрарних галогенхалькогенідів Cu7GeS5I та Ag7GeS5I, взятих у стехіометричних співвідношеннях. Нагрівання проводять до максимальної температури, яка на 50 K вище температури плавлення, і шихту витримують при цій температурі протягом 72 год. Здійснюють подальше вирощування монокристалів зі швидкістю 0,4-0,5 мм/год. у вакуумованих кварцових контейнерах спеціальної форми. UA 120661 U (12) UA 120661 U UA 120661 U 5 10 15 20 25 Корисна модель належить до галузі неорганічної хімії та неорганічного матеріалознавства, зокрема до способів вирощування монокристалів тетрарних галогенсульфідів, окремі представники з яких є перспективними суперіонними матеріалами з високою катіонною провідністю у твердому стані. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб вирощування монокристалів аргентум(І) пентатіогерманату(V) йодиду Ag7GeS5I методом спрямованої кристалізації з розплаву [1]. Задача корисної моделі полягає в одержанні нового суперіонного матеріалу з високою катіонною провідністю у твердому стані. Поставлена задача вирішується у способі вирощування твердих розчинів складу (Cu 1xAgx)7GeS5I методом спрямованої кристалізації з розплаву - розчину, який включає ступінчастий нагрів вакуумованих кварцових ампул, з попередньо синтезованих тетрарних галогенхалькогенідів Cu7GeS5I та Ag7GeS5I взятих у стехіометричних співвідношеннях, згідно корисної моделі, нагрівання проводять до максимальної температури, яка на 50 K вище температури плавлення, і шихту витримують при цій температурі протягом 72 годин та здійснюють подальше вирощування монокристалів з швидкістю 0.4-0.5 мм/год. у вакуумованих кварцових контейнерах спеціальної форми. Спосіб реалізується таким чином. Синтез твердих розчинів складу (Cu 1-xAgx)7GeS5I для одержання монокристалів проводили з попередньо синтезованих тетрарних галогенхалькогенідів Cu7GeS5I та Ag7GeS5I взятих у стехіометричних співвідношеннях у вакуумованих кварцових ампулах. Режим синтезу включав у себе ступінчатий нагрів з швидкістю 100 К/год. до 973 К з витримкою при цій температурі 24 години, подальше підвищення температури з швидкістю 50 К/год. до значення на 50 K вище температури плавлення та витримку при цій температурі протягом 72 годин. Охолодження здійснювали в режимі виключеної печі. Вирощування монокристалів Cu7GeS5I кристалізацією з розчину-розплаву проводили у двозонній трубчатій печі опору з використанням кварцового контейнера спеціальної конфігурації. Технологічні умови вирощування монокристалів наведені у таблиці (Табл.). Таблиця Склад Температура зони розплаву, K Температура зони відпалу, K Час росту, год. Cu7GeS5I 1323 973 168 (Cu0.75Ag0.25)7GeS5I 1313 953 168 (Cu0.5Ag0.5)7GeS5I 1300 933 168 (Cu0.25Ag0.75)7GeS5I 1285 903 168 Ag7GeS5I 1273 873 168 30 35 40 45 50 З метою гомогенізації розплаву проводилась 24 годинна витримка ампули у зоні розплаву. Вирощування монокристалу складається з формування зародку в нижній конусоподібній частині контейнера методом збірної рекристалізації протягом 48 годин та нарощування кристалу на сформованій затравці. Оптимальна швидкість переміщення фронту кристалізації складала 0.40.5 мм/год., швидкість охолодження до кімнатної температури - 5 К/год. За такою методикою були одержані монокристали твердих розчинів складу (Cu 1-xAgx)7GeS5І (х=0.25, 0.5, 0.75) темносірого кольору з металевим блиском довжиною 30-40 мм і діаметром 10-15 мм (Фіг. 1). Методом рентгенофазового аналізу проведено дослідження порошків одержаних монокристалів [2] та встановлено, що сполуки та тверді розчини на їх основі кристалізуються в кубічній сингонії, просторова група. F-43m, Z=4. За допомогою програми DICVOL 04 [3, 4] розраховано відповідні значення параметрів ґратки. Концентраційна залежність (Фіг. 2) періоду ґратки описується правилом Вегарда та носить монотонний характер з від'ємним відхиленням від лінійної, що пов'язано з розупорядкуванням (спотворенням) аніонної підґратки за рахунок + + різниці кристалохімічних радіусів Ag та Сu та зміни співвідношення заповненості еквівалентних позицій під час катіонного заміщення. Корисна модель може використовуватись при одержанні патентозахищеного суперіонного матеріалу з високою катіонною провідністю при кімнатній температурі. Джерела інформації: 1. Пат. 114854 Україна МПК С30В 13/04, С30В 13/00, С30В 9/00. Спосіб вирощування Ag7GeS5I методом спрямованої кристалізації з розплаву - розчину / Погодін А.І., Кохан О.П., Соломон А.М, Ізай В.Ю., Студеняк І.П.; заявник і власник патентуДВНЗ "УжНУ". - № 114854; заявл. 05.09.16.; опубл. 27.03.17., Бюл. № 6. - Прототип 1 UA 120661 U 5 2. Ковба Л.М. Рентгенография в неорганической химии / Ковба Л.М. - М.: Изд-во МГУ, 1991. 256 с. 3. Louër D. Indexing with the successive dichotomy method, DICVOL04. // Materials Structure. 2004, 11(2), 79. 4. Louër D. Powder pattern indexing and the dichotomy algorithm. // Z. Kristallogr. Suppl. 2007, 26, 191-196. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб вирощування твердих розчинів складу (Cu1-xAgx)7GeS5I методом спрямованої кристалізації з розплаву-розчину, який включає ступінчастий нагрів вакуумованих кварцових ампул, з попередньо синтезованих тетрарних галогенхалькогенідів Cu 7GeS5I та Ag7GeS5I, взятих у стехіометричних співвідношеннях, який відрізняється тим, що нагрівання проводять до максимальної температури, яка на 50 K вище температури плавлення, і шихту витримують при цій температурі протягом 72 год. та здійснюють подальше вирощування монокристалів зі швидкістю 0,4-0,5 мм/год. у вакуумованих кварцових контейнерах спеціальної форми. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2