ФАЗОВИЙ БАЛАНС СИСТЕМИ SnS2-Y2S3-Pr2S3 ЗА ТЕМПЕРАТУРИ 770 К

Вивчення взаємодій у квазіпотрійних халькогенідних системах дозволяє встановити лейтмотив поведінки різних хімічних елементів в залежності від умов синтезу та складу системи. Особливим чином відбувається взаємодія за участю рідкісноземельних елементів. Насамперед тому, що ці елементи часто-густо утворюють з іншими елементами нецентросиметричні структури, які цікаві для нелінійної оптики. Окрім того, матеріали також проявляють магнітні властивості.

Детальний рентгенофазовий аналіз зразків квазіпотрійної системи SnS₂– Yr₂S₃–Pr₂S₃ вказує на існування квазібінарного перерізу  Y₂S₃ – Pr₂SnS₅. Організація атомів у стійку кристалічну структуру в квазіпотрійній системі не відбувається.

Тернарна фаза Pr₂SnS₅ утворюється на перерізі Pr₂S₃ – SnS₂ і  отримується врезультаті твердофазного синтезу за температури 1323 К:
f

Рис.1. Елементарна комірка та укладка атомів у структурі сполуки Pr₂SnS₅

Комплекс проведених експериментальних досліджень дозволив побудувати ізотермічний переріз квазіпотрійної SnS₂–Yr₂S₃–Pr₂S₃ за температури 770 К.

Рис. 2. Ізотермічний переріз системи SnS₂ – Y₂S₃ – Pr₂S₃:

1 – SnS₂, 2 – Y_3,5+хPr_1-xS_6,8 (x = 0÷1), 3 – Pr₂S₃, 4 – Pr₂SnS₅,

5 – SnS₂ + Y₂S₃, 6 – Y_3,5+хPr_1-xS_6,8 (x = 0) + Pr₂S₃, 7 – Pr₂S₃ + Pr₂SnS₅,

8 – SnS₂ + Pr₂SnS₅,

9 – Y_3,5+хPr_1-xS_6,8 (x = 0÷1) + Pr₂SnS₅, 10 – SnS₂ + Y₂S₃ + Pr₂SnS₅,

11 – Y₂S₃ + Pr₂S₃ + Pr₂SnS₅.

На квазібінарному перерізі Y₂S₃ - Pr₂S₃ встановлено, що за температури проведення дослідження існує твердий розчин  Y_3,5+хPr_1-xS_6,8 (x = 0÷1) на основі сполуки Y₂S₃.

Рис.3. Проекції атомного розміщення у структурі сполук Y₂S₃ і Pr₂S₃

Такий характер фазового балансу вочевидь пов’язаний з особливостями кристалічної структури Y₂S₃  та спорідненою природою атомів Pr до атомів Y. Фази Y₂S₃ і Pr₂S₃ існують у  різних кристалографічних сингоніях і структура Pr₂S₃ кристалізується у вищій сингонії, аніж Y₂S₃. Виходячи з цього, у структурі Y₂S₃ можна деяку частку атомів замістити атомами Pr.