Неорганическая химия
РЕФЕРАТ
Фазовые отношения в тройной системе P – As – Bi: Дипломная работа/ Романенко С.В. Руководитель д.х.н., проф. Семенова Г.В. - Воронеж. ун-т. Химический ф-т. Кафедра общей и неорганич. химии. 2026. 76 с.
Ключевые слова: фазовая диаграмма, тройная система, политермические сечения, фазовые равновесия
Цель работы состояла в исследовании методами рентгенофазового и дифференциального термического анализа политермических сечений As₀,₆₆P₀,₃₃–Bi, (AsₓP₁₋ₓ)₀,₅–Bi₀,₅, (AsₓP₁₋ₓ)₀,₇₅–Bi₀,₂₅ и анализе на этой основе характера фазовых отношений в тройной системе P–As–Bi. Были использованы методы рентгенофазового и дифференциального термического анализа. Установлено, что висмут способствует кристаллизации аморфного красного фосфора с образованием фиолетовой модификации (фосфора Гитторфа). Показано, что в системе P–As–Bi реализуются два четырёхфазных равновесия: перитектическое L + (As) ↔ γ + Bi и эвтектическое L ↔ Bi + γ + (P), при этом поверхность ликвидуса имеет пологий характер. Результаты исследования могут быть использованы при получении сплавов системы P–As в присутствии висмута как индифферентного растворителя.
Илл. 30. Табл. 1. Библ. 96. Прил. 0.
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ И ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЙ
ДТА - дифференциальный термический анализ;
РФА - рентгенофазовый анализ;
a, c - параметры кристаллической решетки;
T - температура;
Θ - брегговский угол падения и отражения луча;
n - порядок спектра;
λ - длина волны падающего излучения;
d - межплоскостное расстояние.
ВВЕДЕНИЕ
Последнее десятилетие характеризуется большим количеством работ, направленных на получение и исследование фосфора и мышьяка [1-4]. Много усилий направлено на поиск материалов, характеризующихся слоистой структурой, в частности, орторомбической модификации фосфора (черный фосфор). Выявление в нем высокой полевой подвижности носителей стимулировало растущий научный интерес к этому материалу и его практическому использованию. Вследствие своей уникальной слоистой структуры он демонстрирует различные новые анизотропные свойства, механическую гибкость, многообещающие применения в газовых сенсорах, фотоэлектрических системах и системах накопления энергии [5-6].
Фактически «второе рождение» переживает система P –As в контексте 2D-материалов: растущий интерес вызывают слоистые сплавы AsxP1–x с тонко настраиваемой шириной запрещённой зоны [7]. Получены однородные слоистые сплавы во всём диапазоне 0 ≤ x ≤ 0,83, существование которых подтверждает реальность широкой области смешения между чёрным P и орторомбическим As. В то же время вопрос о пределах взаимной растворимости в системе As–P до сих пор остается открытым.
Основой для выбора процесса, приводящего к получению необходимого материала, для прогнозирования условий, обеспечивающих достижение заданного состава являются диаграммы состояний. Однако для системы P –As получение сплавов и их исследование сопряжено с большими экспериментальными трудностями из-за высоких значений давления пара компонентов. Попытка использования метода индифферентного растворителя, например, низкоплавких висмута или свинца, требует знания характера взаимодействия в соответствующих тройных системах. Такие сведения в литературе практически отсутствуют. Исследования в этом направлении, несмотря на экспериментальную сложность, могут не только пролить свет на характер взаимодействия компонентов в системе, но и способствовать развитию метода получения слоистых фаз на основе структуры черного фосфора.
Цель работы: исследование методами рентгенофазового и дифференциального термического анализа сплавов политермических сечений As0,66P0,33 - Bi, (AsхP1-х)0,5–Bi0,5, (AsхP1-х)0,75 – Bi0,25 и анализ на этой основе характера фазовых отношений в тройной системе P– As – Bi.
Задачи:
1) анализ диаграмм состояний бинарных систем As–P, P – Bi , As–Bi и установление возможных схем фазовых равновесий в системе P– As – Bi;
2) исследование методами дифференциального термического и рентгенофазового анализа сплавов политермических сечений As0,66P0,33 - Bi, (AsхP1-х)0,5–Bi0,5, (AsхP1-х)0,75 – Bi0,25, выбор на этой основе схемы фазового субсолидусного разграничения диаграммы состояний системы P– As – Bi.
3) построение фазовой диаграммы P– As – Bi на основе данных дифференциального термического и рентгенофазового анализа.