ЖУРНАЛ ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ, 2008, том 82, № 5, с. 999-1000
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ =
УДК 536.63
ТЕПЛОЕМКОСТЬ ТВЕРДОГО ТЕЛЛУРИДА СУРЬМЫ Sb2Te3
© 2008 г. А. С. Пашинкин, А. С. Малкова, М. С. Михайлова
Московский институт электронной техники (Технический университет) E-mail: ms@ms.miee.ru; pcfme@miee.ru Поступила в редакцию 29.03.2007 г.
Проанализированы литературные данные по теплоемкости твердого теллурида сурьмы в интервале 53-895 К. Измерена теплоемкость Sb2Te3 на калориметре ДСМ-2М в интервале 350-700 К. Предложено уравнение температурной зависимости и рассчитаны термодинамические функции Sb2Te3 для интервала 298.15-700 К.
Теллурид сурьмы обладает полупроводниковыми свойствами, используется как материал для термоэлементов, применяется в инфракрасной и лазерной технике.
В системе БЪ-Те образуется одно соединение БЪ2Те3 с конгруэнтной точкой плавления. По данным [1] стехиометрическое соединение БЪ2Те3 существует только при температурах, близких к линии ликвидуса, и совпадает с положением максимума температуры плавления (894.75 К). От температуры плавления и до 693 К наблюдается область твердого раствора достаточно сложной конфигурации с максимальной протяженностью в сторону сурьмы ~0.8 ат.%. Ниже 693 К область гомогенности сужается и теллурид практически соответствует формуле БЬ2.05Те3 [1].
В [2, 3] исследована низкотемпературная теплоемкость теллурида сурьмы при 80, 53-300 К соответственно. Результаты измерений высокотемпературной теплоемкости в различных температурных интервалах (715-913, 313-1023) представлены в [4, 5]. Данные работ [2-5] отражены на рисунке. Как видно, результаты [4], полученные в области предплавления, резко отличаются от данных работы [5]. По-видимому, это связано с изменением сте-хиометрического состава области гомогенности БЪ2Те3 в интервале 673-895 К [1].
Нами измерена теплоемкость теллурида сурьмы методом дифференциальной сканирующей калориметрии в интервале 350-700 К на приборе ДСМ-2М. Методика нашей работы подробно описана в работе [6].
Для измерения использовали образец БЪ2Те3, полученный нагреванием стехиометрических количеств БЪ и Те "ос.ч." в запаянных кварцевых ампулах, откаченных до 10-4 мм рт. ст. до температуры, на 50 К превышающей температуру плавления.
Охлаждение проводили в режиме выключенной печи.
Точность измерений теплоемкости на приборе ДСМ-2М составляет 3%. Наблюдаемое отклонение от стехиометрии теллурида сурьмы ниже 693 К, как уже отмечалось выше, может быть представлено формулой 8Ъ2.05Те3. Такое отклонение дает изменение теплоемкости ~2%, т.е. при нашем способе измерения Ср является несущественным. Полученные нами результаты по значениям Ср представлены в табл. 1 и на рисунке. Используя наши данные и Ср298 = 128.7 Дж/(моль К) [3] получена зависимость:
Cp = 120.3 + 28.0 х 10-3 T.
Расчеты проводили с помощью программы Sigma Plot. Зависимость теплоемкости от температуры, предложенная в справочнике [7], по сравнению с нашими данными завышена (Cp = 112.88 + + 53.0 х 10-3 T), так как для ее расчета использова-
ли Cp298 из [3] и Cp при 800 К из [4].
Cp, Дж/(моль K)
■ [2] а [3] А [4] ж [5]
* Наши данные — Наше уравнение
ддДДДД£
200
150
100
50
100
300
500
700
900 T, К
Температурная зависимость теплоемкости твердого теллурида сурьмы.
1000
ПАШИНКИН и др.
Таблица 1. Экспериментальные значения теплоемкости Sb2Te3 в Дж/(моль К)
Т, K с ^p Т, K с p T, K с p
360 130.0 480 131.3 600 137.1
380 130.1 500 131.6 620 138.0
400 130.2 520 132.2 640 139.1
420 130.6 540 133.5 660 141.3
440 130.8 560 134.7 680 142.0
460 131.0 580 136.1 700 143.2
Таблица 2. Термодинамические функции Sb2Te3, Я°98 -- = 30848 Дж/моль
T, K с, p Дж/(моль К) ттО тгО HT - H298 , Дж/моль St , Дж/(моль К) фТ , Дж/(моль К)
298.15 128.6 - 246.4 246.4
400 131.5 14264 284.7 248.6
500 134.3 28814 314.3 256.7
600 137.1 43924 339.0 265.8
700 139.9 59594 360.4 275.3
При расчете термодинамических функций Sb2Te3 брали значения S298 = 246.4 Дж/(моль К) и
H°98 - = 30848 Дж/моль, приведенные в [8] на основании экспериментальных данных [3] (табл. 2).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Порецкая Л.В., Абрикосов Н.Х., Глазов В.М. // Журн. неорган. химии. 1963. Т. 8. № 5. С. 1196.
2. Гультяев П.В., Петров А.В. // ФТТ. 1959. Т. 1. № 3. С. 368.
3. Жданов В.М. // Журн. физ. химии. 1971. Т. 45. № 9. С. 2388.
4. Howlett B.N., Misra S., Bever M.B. // Transaction AIME. 1964. V. 230. № 6. P. 1367.
5. Меджидов Р.А., Расулов С.М. // Прикладная физика твердого тела. Сб. научн. сооб. Махачкала, 1973. С. 133.
6. Малкова А.С., Жаров В В., Шмойлова Г.И., Па-шинкин А.С. // Журн. физ. химии. 1989. Т. 63. № 1. С. 41.
7. Mills K.C. Thermodynamic Data for Inorganic Sulphides and Tellurides. L.: Butter worths, 1974.
8. Тарасов В В. Проблемы физики стекла. М.: Стройиздат, 1979. 254 с.
Сдано в набор 16.11.2007 г. Подписано к печати 06.03.2008 г. Формат бумаги 60 х 881/§
Цифровая печать Усл. печ. л. 25.0 Усл. кр.-отт. 7.5 тыс. Уч.-изд. л. 25.9 Бум. л. 12.5
Тираж 294 экз. Зак. 129
Учредитель: Российская академия наук
Издатель: Академиздатцентр "Наука", 117997 Москва, Профсоюзная ул., 90 Оригинал-макет подготовлен МАИК "Наука/Интерпериодика" Отпечатано в ППП «Типография "Наука"», 1 21099,Москва, Шубинский пер., 6
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.