Химия 49 УДК 546.811.57:546.86.22 Квазибинарный разрез Ag 2 SnS 3 -Sb 2 S 3 Ш. Г. Мамедов © Мамедов Ш. Г., 2020 Мамедов Шарафат Гаджиага, доктор PhD по химии, доцент, Институт катализа и неорганической химии имени академика М. Ф. Нагиева Национальной академии наук Азербайджана, Баку, azxim@mail.ru Тиостаннаты и халькостаннаты серебра широко используются как перспективные функциональные материалы, обладающие полупроводниковыми, термоэлектрическими и фотоэлектри- ческими свойствами. Цель настоящего исследования – изуче- ние фазовой диаграммы Ag 2 SnS 3 -Sb 2 S 3 и определение границ твердых растворов на основе обоих компонентов. Сплавы ис- следовали методами физико-химического анализа. Построена диаграмма состояния системы Ag 2 SnS 3 -Sb 2 S 3 . Установлено, что система Ag 2 SnS 3 -Sb 2 S 3 является квазибинарным сечением квазитройной системы Ag 2 S-SnS 2 -Sb 2 S 3 и относится к эвтекти- ческому типу. Растворимость на основе Sb 2 S 3 при комнатной температуре 10 мол.% Ag 2 SnS 3 , а на основе тиостанната сереб- ра Ag 2 SnS 3 – 3 мол.% Sb 2 S 3 . Твердые растворы на основе Sb 2 S 3 кристаллизуются в ромбической сингонии, и с увеличением концентрации тиостанната серебра параметры кристалличе- ской решетки увеличиваются. Ключевые слова: Ag 2 SnS 3 -Sb 2 S 3 , фазовая диаграмма, систе- ма, эвтектика, твердый раствор, рентгенографический анализ. DOI: https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020-20-1-49-54 Введение Исследование новых функциональных ма- териалов является важнейшим фактором разви- тия современной науки и техники. Тиостаннаты серебра относятся к числу таких материалов. Халькостаннаты серебра широко используются как перспективные функциональные материалы, обладающие полупроводниковыми, термоэлектри- ческими и фотоэлектрическими свойствами [1–8]. Полупроводники группы V 2 VI 3 привлекают пристальное внимание исследователей свои- ми уникальными свойствами и перспективой прикладного применения [9–14]. В частности, пленки Sb 2 S 3 и Sb 2 Se 3 вызывают интерес с точки зрения их применения в микроволновых, комму- тационных и оптикоэлектронных устройствах. Показано, что Sb 2 S 3 может быть перспектив- ным при использовании в фотогальванических ячейках для видимой и ближней инфракрасной области спектра, так как имеет высокий коэффи- циент поглощения (α > 103 см −1 ) и оптимальную ширину запрещенной зоны 1.78–2.5 эВ. Эти материалы могут также найти применение в термоэлектрических устройствах охлаждения. Соединение Sb 2 S 3 плавится конгруэнтно при 820 К и кристаллизуется в ромбической сингонии с параметрами элементарной ячейки: a = 11,20, b = 11,28, c = 3,83Å [15–20]. Боковые системы, составляющие квази- тройную Ag 2 S-SnS 2 -Sb 2 S 3 , подробно изучены. Авторы [21–25] установили существование трех соединений серебра составов Ag 8 SnS 6 , Ag 2 SnS 3 и Ag 2 Sn 2 S 5 . Соединение Ag 2 SnS 3 характеризуется кон- груэнтным плавлением при 936 К и кристал- лизуется в моноклинной сингонии: Пр.г , Pna2 1 , а = 6.27 Å, b = 5.793 Å, с = 13.719 Å, β = 93.27° [21]. Ag 2 Sn 2 S 5 образуется по перитектической ре- акции при 955 К [21]. Авторы [25] тоже изучали данную систему . Они опредилили, что в систе- ме образуются соединения составов Ag 4 Sn 3 S 8 , Ag 8 SnS 6 и Ag 2 SnS 3 . Одним из путей поиска и разработки мето- дом направленного синтеза новых многокомпо- нентных фаз и материалов является изучение фазового равновесия. Цель настоящего исследова- ния – изучение фазовой диаграммы Ag 2 SnS 3 -Sb 2 S 3 и определение границ твердых растворов на основе обоих компонентов. В данной работе представлены результаты исследования взаимо- действия в системе Ag 2 SnS 3 -Sb 2 S 3 и построена Т-х диаграмма состояния. Экспериментальная часть Сплавы для исследования системы Ag 2 SnS 3 - Sb 2 S 3 синтезировали из лигатур . Лигатуры Ag 2 SnS 3 и Sb 2 S 3 синтезированы из элементарных компонентов чистотой не менее 99,999% в отка- чанных кварцевых ампулах в однозонной печи при температуре 1000 и 825 К. Поликристалли- ческие образцы сплавов системы Ag 2 SnS 3 -Sb 2 S 3 получали расплавлением исходных сульфидов в откачанных кварцевых ампулах при температуре 825–1000 К. После окончания синтеза образцы отжигали в течение 270 ч при температуре 500 К. Исследование сплавов проводили методами дифференциально-термического (ДТА), рентге- нофазового (РФА), микроструктурного (МСА) анализа, а также измерением микротвердости и определением плотности. РФА проводили на рентгеновском приборе модели Д2 PHASER с CuKα-излучением, Ni-фильтром, ДТА выполняли на низкочастотном термографе НТР-70 в темпе- ратурном интервале 25–900° С. Скорость нагрева Ш. Г. Мамедов. Квазибинарный разрез Ag 2 SnS 3 -Sb 2 S 3