Norwegian Journal of development of the International Science
Published March 11, 2023 | Version v1
Journal article Open

PHYSICO-CHEMICAL INVESTIGATION OF THE Sb2Se3-CuCr2Se4 SYSTEM

Authors/Creators

  • 1. Doctor of Chemistry, prof. hands. lab. Institute of Catalysis and Inorganic Chemistry named after M.F. Nagiyeva of the Ministry of Science and Education, Baku, Azerbaijan
  • 2. Doctor of Chemistry, prof. Department of Chemical Technology, Processing and Ecology, AzTU, Baku, Azerbaijan
  • 3. d.t.s., prof. Head of the Department of Chemical Technology, processing and ecology AzTU, Baku, Azerbaijan
  • 4. postgraduate student, Department of Chemical Technology, processing and ecology AzTU, Baku, Azerbaijan
  • 5. Ph.D., Associate Prof., Adiyaman University, Faculty of Arts and Sciences, Faculty of Chemistry, Turkey

Description

Abstract

The Sb2Se3-CuCr2Se4 system was studied and its phase diagram was constructed using differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction analysis (XRD), microstructural analysis (MCA), as well as measurements of density and microhardness. It was determined that the   Sb2Se3-CuCr2Se4 system is partially quasi-binary and is characterized by eutectic equilibrium and peritectic transformation. At a temperature of 450°С, a peritectic process occurs in the system by the reaction M+Cr2Se3 ↔ CuCr2Se4. As a result, in the range of 5-85 mol % CuCr2Se4 below the solidus line, two-phase alloys consisting of (α + β) crystallize. It has been established that solid solutions based on Sb2Se3 in the system at room temperature reach up to 5 mol % CuCr2Se4, and on the basis of the CuCr2Se4 compound up to - 15 mol % Sb2Se3.

Аннотация

Исследована система Sb2Se3-CuCr2Se4 и построена ее фазовая диаграмма с использованием дифференциального термического анализа (ДТА), рентгеноструктурного анализа (РФА), микроструктурного анализа (МСА), а также измерением плотности и микротвердости. Установлено, что система Sb2Se3-CuCr2Se4 является частично квазибинарной, характеризуется эвтектическим равновесием и перитектическим превращением. При температуре 450°С в системе протекает перитектический процесс по реакции M+Cr2Se3 ↔ CuCr2Se4. В результате в диапазоне 5-85 мол. % CuCr2Se4 ниже линии солидуса кристаллизуются двухфазные сплавы, состоящие из (α + β). Установлено, что твердые растворы на основе Sb2Se3 в системе при комнатной температуре достигают до 5 мол. % CuCr2Se4, а на основе соединения CuCr2Se4 до - 15 мол. % Sb2Se3.

Notes

Список литературы: 1. Zhou, Y.; Wang, L.; Chen, S.; Qin, S.; Liu, X.; Chen, J.; Xue, D.-J.; Luo, M.; Cao, Y.; Cheng, Y.; et al. Thin-film Sb2Se3 photovoltaics with oriented one-dimensional ribbons and benign grain boundaries // Nat. Photonics 2015, 9, 409–415. 2. Fernandez, A.; Merino, M. Preparation and characterization of Sb2Se3 thin films prepared by electrodeposition for photovoltaic applications. Thin Solid Films 2000, 366, 202–206. 3. Ju, T., Koo, B., Jo, J. W., & Ko, M. J. Enhanced photovoltaic performance of solution-processed Sb2Se3 thin film solar cells by optimizing device structure // Current Applied Physics, 2020. V. 20. № 2. P. 282-287. https://doi.org/10.1016/j.cap.2019.11.018. 4. Степанов II. П., Калашников А. А., Улашкевич Ю. В. Оптические свойства твер-дых растворов В12Те3-Sb2Те3 в области плазменных эффектов // Термоэлектрики и их приме-нения: сб. ст. СПб.: Изд-во ФТИ (РАН), 2008. С. 103-108. 5. Петрова JI.E., Гранаткина Ю.В., Земсков B.C., ИвановаЛ.Д. и др.. Материалы на основе халькогенидов висмута и сурьмы для каскадов термоохладителей // Журн. Неорган. материалы. 2011. Т. 47. № 5. С 521-527. 6. Иванова Л.Д., Гранаткина Ю.В., Сидоров Ю.В. Анизотропия термоэлектрических свойств монокристаллов теллурида сурьмы, легированного оловом // Журн. Неорган. мате-риалы. 1998. Т. 34. №1. -С.34-39. 7. Шевельков A.B. Химические аспекты создания термоэлектрических материалов // Успехи химии. 2008. Т. 77. вып. 1. С. 3-21. 8. Parekh P., Chiang P.T. Thermoelectric Properties of Bi2Te3–Sb2Te3 // Alloys Canadian Journal of Physics. 2011. V.43 № 4. P.653-669 DOI: 10.1139/p65-060 9. Максудова Т.Ф. Тройные полупроводниковые соединения в системах АШ-ВV-CVI. Изд. Элм 2003. 274 с. 10. Алиев О.М., Магеррамов В.Э., Рустамов П.Г. Системы Ln2Se3-Sb2Te3 (Ln-La,Ce.Gd) // Журн. Неорган.химии. 1977. Т. 27. № 10. С. 2836-2840. 11. Алиев О.М., Алиев З.Г., Хасаев Д.П. и. др. Фазовые равновесия системы Lа2Se3-Sb2Te3 // Журн. Неорган.химии. 1988. Т. 33. № 6. С. 611-613. 12. Максудова Т.Ф. Тпройные полупроводниковые соединения в системах АIII-BV-CVI. Баку. Элм. 2003. 274 с. 13. Аминов Т.Г. Синтез и магнитные свойства сложных халькогенидов хрома. Дис. на соискание доктора химических наук. Москва. 2002. 416 с. 14. Аминов Т.Г., Шабунина Г. Г., Бушева Е. В. Магнитные свойства четвертичных соединений на Cu2GeSe3-Cr2Se3 Регистрация Сu2Se-GeSe2-Cr2Se3 системы // Неорган. материал. 2009. Т. 45. № 3. С. 284-287. 15. Шумилкин Н. С. Взаимодействие в системах Сu-In-Сг-Sе(Те) в области суще-ствования магнитных фаз с высокими температурами магнитного упорядочения. Дис. на со-иск. ученый степени канд. физич.хим. наук. РАН ИОНХ им. Н.С.Курнакова. 121 с. 16. Nakatani I., Nose H., Masumoto K. Magnetic properties of CuCr2Se4 single crystals // J.Phys. Chem. Solids. 1978. -V.39. № 7. P. 743-749. 17. Takeshi Suzuyama, Junji Awaka, Hiroki Yamamoto, Shuji Ebisu, Masakazu Ito, Takashi Suzuki, Takao Nakama, Katsuma Yagasaki, Shoichi Nagata. Ferromagnetic-phase transition in the spinel-type CuCr2Te4 // Journal of Solid State Chemistry. 3006. V.179. P. 140-144. 18. Nakatani I., Nose H., Masumoto K. Magnetic properties of CuCr2Se4 single crystals // J. Phys. Chem. Solids. 1978. V.39, № 7. P. 743-749. 19. Алиев И.И., Мамедов Е.И., Юсубов Ф.В., Масиева Л.Ф. Физико-химическое исследование системы Sb2Se3- Cu2Cr4Te7 // Научный журн. Архивариус. 2021. Т. 7. №: 7 (61) С. 34-37. 20. Мамедов Е.И., Юсубов Ф.В., Масиева Л.Ф., Алиев И.И., Рагимова В.М. Синтез и исследование сплавов системы Sb2S3-CuCr2Te4 // Евразийский Союз Ученых 2021.Т.1. № 9(90) С. 30-34. 21. Мамедов Э. И., Алиев И.И., Масиева Л.Ф. Синтез сплавов системы Sb2Se3-CuCr2Te4 и физико-химическое свойства // Евразийский Союз Ученых. 2021. № 4(85). С. 48-52. DOI:10.31618/ESU.2413-9335.2021.4.85.1335 22. Мамедов Э. И., Алиев И.И., Масиева Л.Ф. Синтез сплавов системы Sb2Se3-CuCr2Te4 и физико-химическое свойства // Евразийский Союз Ученых. 2021. № 4(85). С. 48-52. DOI:10.31618/ESU.2413-9335.2021.4.85.1335 23. Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. Справочник. Москва. Изд. Наука.1979. 339 c. 24. Церныцина М.А., Бабицына А.А., Калинников В.Т. Система CuSe-C2Se3-Se // Журн. Неорган. химии. 1977. Т.22. № 12, С.3357-3365. 25. Tripathi T.S., Tewari G.C., Yadav C.S., and Rastogi A.K. Magnetic properties of the thiospinel compound CuCr2Se4 // Proceedings of DAE Solid State Symposium. 2006. P. 893.

Files

NJD_104-19-24.pdf

Files (592.4 kB)

Name Size Download all
md5:515e2def1c5126a18d5036d58f21efaa
592.4 kB Preview Download