Введение к работе
Актуальность теш. В настоящее в^емя новые технологий и материалы являются основой для усовэршвнствовакм и создания современной техники. Среди веществ, составляющих материальную базу научно-технического прогресса, существенная роль принадлежит тугоплавким соединениям, в частности, сульфидам редкоземельных металлов и их спльвйм. Одной из областей применения сульфидов на практике является их использование в виде ИК оптической керамики. В СМ разработана керамика на основе CaIa2S4 (структурный тип (СТ) Th3P{), которая по своїм механическим характеристикам и коррозионной устойчивости превосходит аналогичную керамику из ZnS, применяемую в настоящее время в нашей стране. Однако, из-за отсутствия фундаментальных сведений, в первую очередь по фазовым диаграммам систем AS-Lsi3S3 (А - щелочноземельный элемент, Ln -лантаноид), в которых образуются фазы типа AInaS4, трудно рассчитывать на воспроизводимое получение обравцов с заданны ! свойствами.
В системах AS-Ln2S2 путем подбора условий синтеза получены порошки фаз ALn S . Синтезировэны единичные образцы из области 50-)00 мольных Ж Ln2s3> которые как и фазы А1паЗд, имели структуру тста Th3P4. Однако в системах не установлены границы полей фазовых равновесий п. і частности, температуріте и концентрационные интервалы существования области твердого рзетзора со структурой типа ТнэР4, что затрудняет выбор условий синтеза гомогенных образцов. Отсутствуют сведония о полевении линий моновориантних равновесий "и коердкнатзх иенвзрпвптних точек, не известен характер плавлешія фаз ALnaS . Порошки тройных сульфидных фаз сіштезировали в количестве 2-5 г, тогда как для получения оштішх керамических изделий необходим партии по 40-50 грамм. Не изучались процессы, происходящие при синтезе сульфидных Фаз из кислородсодержащих соединений. Ограниченность литературных данных, не позволяющих представить Т-х проекции диаграмм состоянии систем AS-bnaS3, отсутствие методов получения крупных партий порошков сульфидов высокой фазовой однородности определяют актуальность и своевременность настоящей работа.
Цели исследования. Построеігае фазовых Г-х диаграмм состояния систем KgS-Ія S3, AS-LnaS3 (А = Са, Sr; In = La, Ш, cM,>, BaS-In,t" . (Ln - La, Nd). Выявление оакошмориостий
фазообрааования в системах, определение ойгьстйй существования в них твердых растворов, наличия промежуточных фез к условий их получения. Рассмотрение влияния химическою состава исходной шхты, размеров ее частиц на продолжіїїзльность процессов получения сульфидных фаз. Разработка метода синтеза порошков двойных оульфщов высокой фазовой однородности. Определение интервалов устойчивости порошков сульфидов при их нагревании в атмосфера воздуха и паров воды. Исследование прозрачности порошков 7-фаз в ЙК диапазоне.
Научная новизна. Впервые построены 1-х диаграммы состояния девяти систем MgS-LaaS3, AS-Ln2Sa (A = Са, Sr; Ln = La, Kd, Gd), BaS-In3S3 (In = la, Na). Прослежено влияние природы щелочноземельного и редкоземельного элементов на фазообрааозанке в системах.
Проведено йо-следованив динамики реакции образования фазы состава CabaaS4 в зависимости от условий приготовления исходной шихты и ее химического составе. Разработан метод получения порошков фаз ALn2S4 высокой фазовой однородности.
Определены интервалы устойчивости к окислению кислородом воздуха и к разложению в парах воды порошков полуторных и двойных сульфидов на основе РЗЭ.
Практическая ценность. Полученные в раооте экспериментальные данные: диаграммы состояния, термические характеристики промежуточных фаз, представляют собой базяснув информацию для синтеза тройных сульфидных фаз, а также можно использовать как справочный материал, . позволяющий дополнить представления об особенностях взаимодействия в системах с участием сульфидов F3S. Пороаки тройных сульфидов состава 'b1(8_gx)j,3Ai((VLn)u_)()/3)S4 (х«0-1) со структурой типа Th3Pi рекомендованы как потенциальное сырье для создания на их осново оптически проерачной керамики.
Основина положения. выносимые но аащзту.
1. Фазовые диаграммы состояния систем A3-Ln3S3 (А = Са, Sr; In =
La, Nd; Gd), M^S-La S3, 3aS-lnaS3 (In = La, Kd).
2. Характеристика процессов образования двойных сульфидов в
зависимости от хшического состава и условий приготовления
исходной шихты.
3. Результаты исследования устойчивости- порошков полуторных и
двойных сульфидов на основе PS9 при их нагревании ча воздухе и в
парах воды.
4. Прозрачность перс-сков у-фаз со структурой типа Ih Р4 ь ИК диапазоне.
Апробация работы. Результата работы догладывались на IV и V Всесоюзных конференциях по фааикв и химии редкоземельных полупроводников(Новосибирск, 1987, Саратов, 1990),,IV научно -технической конторенцкя молодих учених и специалистов предприятий и организаций химической и нефтехимической промышленности (Омск, 1988),Всесоюзной Уральской юколе молодых учених (Свердловск, 19Э9), VII Всесоюзном совещании "Кристадяячесіше оптические материала" (Ленинград, 1989), Международной конференции ".Молодке учеше в рз-лелия комплексной программы НТП стран - членов СЭВ" (Киев, І989), Всесоюзних иколах по актуальним вопросам фізики я ХИМИЯ ССЄД/ШЄНИЙ ЯП РСНОВЄ РОЭ (ДИВНОГОрСК, 1939, АІІ8ТИТК, 1991),
I. Международном Советско-Китайсмч свгапгаре по физике и хклга Р2Э (Новосибирск, 1939), I ргионзльнсй конференции' "Перзпективн развития мэлоташэжйсй химии" (Красноярск, 1989), Областных химических конференциях (Тюмень, 1989, 1991), III региональном совещании республик Средней Азии и Казахстана по хкмичеега'ч реактивам (Ташкент', 1990), IV Всееовенсм .совещании по хкяш и технологій хэлькогенов- п халькогеїшдсз (Караганда, ' 1990), Международной конференции "Химия твердого тела" (Одесса, 1990),11 Международной конференции по раг-итию и применению соединений РЗЭ (Пекин, 1991)', V Международном симпозиума по явлениям растворимости (Москва, 1992). -
Публикации. Оснозниэ результат'! диссертации -изложена и оиублшкзргіїо з 7 нау-.чшх статьях я 9 тезисех докладов. По результатам работы зоцюцэио 1 автор:::о-е.с'пдотел:»:)тзо.
Объем работы. Диссертационная-работа состоит из введения, і глав, заключения, вкводов и списка тщтаругмоіі литературы. Объем диссертации составляет 177 . страниц машинописного текста, включающего 84 рисунка и 13 таблщ. Библиографический список содержит 126 наименований.