Спосіб вирощування аg7ges5i методом спрямованої кристалізації з розплаву-розчину

Реферат: Винахід належить до галузі неорганічної хімії. Спосіб вирощування Ag7GeS5I методом спрямованої кристалізації з розплаву-розчину, який включає ступінчасте нагрівання вакуумованих кварцових ампул, що містять вихідні компоненти срібло, германій, сірку та попередньо синтезований і очищений AgІ у необхідному стехіометричному співвідношенні, який відрізняється тим, що нагрівання проводять до максимальної температури 1273 K 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 ампулах. Пропонований спосіб зручний, швидкий та дозволяє одержувати монокристали на стандартному устаткуванні. UA 115204 C2 (12) UA 115204 C2 UA 115204 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Винахід належить до галузі неорганічної хімії та неорганічного матеріалознавства, зокрема до способів одержання 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 купрум (І) пентатіофосфату (V) йодиду Cu6PS5I методом спрямованої кристалізації з розплаву [1]. Задача винаходу полягає в одержанні нового суперіонного матеріалу з високою катіонною провідністю у твердому стані. Поставлена задача вирішується таким чином, що запропоновано спосіб вирощування Ag7GeS5I методом спрямованої кристалізації з розплаву-розчину, який включає ступінчасте нагрівання вакуумованих кварцових ампул, що містять вихідні компоненти срібло, германій, сірку та попередньо синтезований і очищений Agl [2] у необхідному стехіометричному співвідношенні, який відрізняється тим, що нагрівання проводять до максимальної температури 1273 К 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 ампулах. Спосіб реалізується таким чином. Синтез Ag7GeS5I для одержання монокристалів проводили з елементарних компонентів срібла (99,999), германію (ГПЗ - 2), сірки (Ос.Ч. 16-5) та попередньо синтезованого Agl, додатково очищеного методом спрямованої кристалізації з розплаву у вакуумованих до 0,13 Па кварцових ампулах. Режим синтезу включав у себе ступінчате нагрівання зі швидкістю 100 К/год. до 673 К (витримка 24 год.), подальше підвищення температури до 1273 К з швидкістю 50 К/год. та витримку при цій температурі протягом 72 год. Охолодження здійснювали в режимі виключеної печі. Вирощування монокристалів Ag7GeS5I кристалізацією з розчину-розплаву проводили у двозонній трубчатій печі опору (температура зони розплаву 1273 К, зони відпалу - 873 К) з використанням кварцового контейнера спеціальної конфігурації. З метою гомогенізації розплаву проводилась 24 годинна витримка ампули у гарячій зоні. Вирощування монокристалу складається з формування зародку в нижній конусоподібній частині контейнера методом збірної рекристалізації протягом 48 год. та нарощування кристалу на сформованій затравці. Оптимальна швидкість переміщення фронту кристалізації складала 0,4-0,5 мм/год., температура відпалу 873 К (72 год.), швидкість охолодження до кімнатної температури 5 К/год. В результаті одержані монокристали довжиною 30-40 мм і діаметром 10-15 мм (фіг. 1). Для одержання 10 г Ag7GeS5I брали 5,8051 г Ag, 1,4381 г S, 0,6511 г Ge і 2,1058 г Agl і завантажували у кварцову ампулу довжиною 140-160 мм та діаметром 16-18 мм. Ампулу відкачували до залишкового тиску 0,13 Па і проводили синтез. Однофазність одержаних монокристалів доведено за допомогою рентгенівського фазового (фіг.2) [3] та мікроструктурного аналізів (фіг. 3). Результати РФА показують, що сполука Ag7GeS5I кристалізується в кубічній сингонії, П.Г. F 43 m , a=10.6718(6) Å, Z=4. Винахід може бути використаний при одержанні патентозахищеного суперіонного матеріалу з високою катіонною провідністю при кімнатній температурі. Джерела інформації: 1. Спосіб вирощування монокристалів купрум (І) пентатіофосфату (V) йодиду Cu 6PS5I методом спрямованої кристалізації з розплаву: пат. 108883 Україна: МПК С30В 29/10, С30В 11/00. / Погодін А.І., Кохан О.П., Соломон А.М, Студеняк І.П. - № а201213997; заявл. 10.12.12.; опубл. 25.06.15., Бюл. №12.- Прототип. 2. Брауэр Г. Руководство по неорганическому синтезу. В 6-ти томах /Пер. с нем. Н.А. Добрыниной, В.Н. Постнова, С.И.Троянова.- Т.5. - М: Мир. - 1985. -380 с. 3. D. Louer, A. Boultif. Indexing with the successive dichotomy method, DICVOL04 // Materials Structure. - 2004. - vol. 11.-. P.79. 50 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 Спосіб вирощування Ag7GeS5I методом спрямованої кристалізації з розплаву-розчину, який включає ступінчасте нагрівання вакуумованих кварцових ампул, що містять вихідні компоненти срібло, германій, сірку та попередньо синтезований і очищений AgІ у необхідному стехіометричному співвідношенні, який відрізняється тим, що нагрівання проводять до максимальної температури 1273 K 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 ампулах. 1 UA 115204 C2 2 UA 115204 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3