Фізико-хімічна взаємодія в системі Ag2S – Ag4P2S7 – SnS2

Abstract

У роботі наведені дослідження фізико-хімічної взаємодії в системі Ag2S – Ag4P2S7– SnS2. Вихідними сполуками даної системи є Ag2S, Ag4P2S7 та SnS₂. Також наявні інші тернарні сполуки з обмежуючих систем Ag2S – Ag4P2S7 та Ag2S – SnS2. За результатами РФА побудовано ізотермічний переріз системи при 670 К Ag2S – P2S5 – SnS2. При цій температурі утворюються 8 однофазних полів (Ag2S, γ´-Ag8-xSn1-xPxS6, δ-Ag3PS4, Ag7P3S11, Ag4P2S7, Ag2SnS3, Ag4Sn3S 8, SnS2) утворюють 12 областей двофазних рівноваг (Ag2S+γ´-Ag8-xSn1-xPxS6, γ´-Ag8-xSn1-xPxS6+δ-Ag3PS4, δ-Ag3PS4+Ag7P3S11, Ag7P3S11+Ag4P2S7, γ ´-Ag8-xSn1-xPxS6+Ag2SnS3, Ag2SnS3+Ag4Sn3S8, Ag4Sn3S8+SnS2, δAg3PS4+Ag2SnS3, δ-Ag3PS4+Ag4Sn3S8, δ-Ag3PS4+SnS2, Ag7P3S11+SnS2, Ag4P2S 7+SnS2), які поділяють концентраційний трикутник на 8 полів трифазних взаємодій (δ-Ag3PS4+Ag2SnS3+γ´-Ag8-xSn1-xPxS6, δ-Ag3PS4+Ag2SnS3+Ag4Sn3S 8, δ-Ag3PS4+Ag4Sn3S8+SnS2, Ag7P3S11+δ-Ag3PS4+ SnS2, Ag4P2S7+Ag7P3S11+SnS2). Побудовано політермічний переріз Ag3PS4 – Ag8SnS6. При 400 К на основі Ag8SnS6 утворюється область твердих розчинів: в межах 90-100 мол.% НТМ Ag 8SnS6 (γ); при складі 70 мол. % – ВТМ Ag8SnS6 (γ´); між ними – їх суміш. Тобто, не зважаючи на умови відпалу (670 К протягом 100 год) НТМ аргіродитної сполуки (γ-Ag8SnS6) викристалізовується все одно. Процес евтектоїдного розпаду ВТМ-Ag8SnS6 (γ´- Ag8SnS6 ↔ Ag3PS4 + γ´-Ag8SnS6). Цей переріз є частиною значного двофазного поля в підсолідусній області (Ag3PS4+ γ´- Ag8S nS6). Дві криві первинної кристалізації твердого розчину γ´-Ag8-xSn1-xPxS6 сходяться на 30 мол. % Ag8SnS6 та торкаються кривої вторинної кристалізації L+γ´-Ag8-xSn1-xPxS6 +Ag7P3S11 під перитектичною горизонталю, якій відповідає процес L+Ag7PS6↔Ag7P3S11 перерізу Ag2S – P4S10(2P2S5), на перитектичну площину процесу L+γ´-Ag8-xSn1-xPxS6↔δ-Ag3PS4+Ag2SnS3. Горизонталь при 803 К належить твердофазному утворенню Ag3PS4. Розчинність на основі γ´Ag8SnS6 становить ~35 мол. % при температурі відпалу (670 К). Від 450 К починається евтектоїдно розпадатися ВТМ-Ag8SnS6 (γ´-Ag8SnS6↔Ag3PS4+γ´-Ag8SnS6). Побудовано проекції поверхонь ліквідуса двох підсистем Ag2S – Ag7PS6 – Ag8SnS6 та Ag3PS4 – Ag7PS6 – Ag8SnS6з використанням літературних даних по обмежуючих Ag2S – Ag4P2S7, Ag2S – SnS2 та по результатах власних досліджень політермічного перерізу Ag3PS4 – Ag8SnS6. Діаграма стану першої системи Ag2S – Ag7PS6 – Ag8SnS6 відноситься до типу діаграм стану з моноваріантною евтектичною рівновагою L⇔ВТМ-Ag2S+´-Ag8-xSn1-xPxS6, що обмежена двома квазіподвійними системами Ag2S – Ag7PS6 та Ag2S – Ag8SnS6 евтектичного типу, та системою Ag7PS6 – Ag8SnS6, в якій утворюються неперервні ряди твердих розчинів з мінімумом (-твердий розчин Ag8-xSn1-xPxS 6) на основі тернарних сполук. Первинній кристалізації ВТМ-Ag2S відповідає поверхня: Ag2S–е1–М–е2–Ag2S, а первинній кристалізації -твердого розчину на основі Ag8-xSn1-xPxS6 – поверхня: Ag7PS6–е1–М–е2–Ag8SnS6. Евтектичний процес L⇔ВТМ-Ag2S+´-Ag8-xSn1-xPxS6 проходить в інтервалі температур 1011- 995 К зі сторони Ag2S – Ag7PS6 та 1041-995 К зі сторони Ag2S – Ag8SnS6, а тому є моноваріантним (лінія моноваріантної рівноваги е1–М–е2). Проекція поверхні ліквідуса другої підсистеми Ag3PS4 – Ag7PS6 – Ag8SnS6 складається з двох полів первинної кристалізації але лише однієї фази ´-Ag8-xSn1-xPxS6 – твердого розчину, що утворюється між ВТМ сполук Ag7PS6 та Ag8SnS6 кубічної структури. Через мінімум (точка m на обмежуючій Ag7PS6 – Ag8SnS6) ця поверхня має поглиблення по всьому трикутнику аж до сторони Ag3PS4 – Ag8SnS6.