Халькогенидное стекло с ионной проводимостью Советский патент 1985 года по МПК C03C3/12 

СА СП

Од Изобретение относится к сульфидным стеклам с ионной проводимостью и может найти применение в ионселек тивных электродах, химических источ ках тока при получении сверхчистых щелочных металлов. Известны халькогенидаые стекла системы As-Se-Bi f j Однако эти стекла не являются ионными проводникамиj их элекгрс проводность крайне низка 1 -tg(,9 15,2).Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаем му результату является халькогенидное стекло 0,4 .,6 NaxS, ионная проводимость которого при ной температуре Однако известное стекло на воздухе неустойчиво (гидролизуется на воздухе в течение нескольких часов ), термическая устойчивость стек ла ограничена его температурой размягчения Т . Целью изобретения является повьш ние устойчивости на воздухе и температуры размягчения. Поставленная цель достигается тем, что в халькогенидное стекло с ионной Проводимостьюу включающее GeSg,натрийсодержащий компонент,дополнительно содержит Ga,.f а в ка; честве натрийсодержащего компонента NaCl при следунлцем соотношении компонентов, мол.%: GeSj55-75 NaCl10-20 Ga2S3Г5-25 Замена Na2S на NaCl приводит к повышению устойчивости ползгчаемых спланов к воздействшо воздуха, рос величины электропроводности Однако стеклообразовш1ие нарушается,, сплав получается поликристаллическим. Для восстановления стекпообразоваяия необходимо ввести дополнительно сульфид галлия в ко центрации не ниже, чем /2 от концентрации NaCl, Пример 1, Дня получения 5 стекла берут навеску состава,: GeSj 3,35; , 1,45; NaCL 0,20, Хлорид натрия предварительно обез. воживают прогревом в вакууме до 200с в течение J ч. Навеску засыпаю в кварцевую ампулу, которую откачи В8ЯТ до 10 тор и запаивают. Синте ведут при с перемешиванием течение ч. Охлаждают помещением в воду. Результаты рентгенофазового анализа показывают отсутствие кри таллической фазы. Коэффициент прозрачности полученного стекла свидетельствует о стекпообразности и однородности полученного сплава. При просмотре в ИК-микроскоп оптических неоднородное тей не обнаружено. Дифференциальнотермический анализ показывает присут ствие характерных для стекол эффектов размягчения и последующей кристаллизации. Внешне сплав представляет стекло светло-желтого оттенка. Изобретение поясняется на конкретных примерах, приведенных в табл,1. В табл,2 приведены результаты , определения коротковолновой (Д)- ; и длинноволновой (Д2)гРзниц пропускания стекла, результаты исследования электропроводности (Ig,, - логарифм электропроводности при соответствующей температуре, Е - энергия активации и электропроводаости , При приложении постоянного напряжения к образцам набляздаются харак терные для ионных проводников поляризационные явления. Кроме того, несоответствие определенной по коротковолновой границе пропускания оптической ширины запрещенной зоны 2,75 эВ и энергии активации электропроводности 0,35 эВ однозначно свидетельствует о ионном (вханизме электропроводности, исследованные свойства, в том числе и электропроводность, не меняются после хранения стекла на воздухе в течение 3 мес. Следовательно, устойчивость предлагаемого стекла к воздейств воздуха выше, чем известного по кражей мере в 100 раз. Термическая устойчивость превосходит термическую устойчивость известного стекла на , При повышении температуры стекло : переходит в состояние высоковязкой жидкости. Это происходит при температуре размягчения. Чём выше температура размягчения, тем при более высоких температурах можно использовать изделия из стекла. Конкретные значения термической устойчивости предлагаемого стекла указаны в табл,3. ло

Содержаиие компонентов

Таблица 1 311357264 Таким образом, предлагаемое стек- воздействию воздуха и высокой термиобладает высокой устойчивостью к ческой устойчивостью.

ХАЛЫСОГЕНИдаОЕ СТЕКЛО С ИОННОЙ ШЮВОдаМОСТШ, включамцее GeS., натрийсодержащий компонент, отличающееся тем, что, с цепью повывения устойчивости на воздухе и температуры размягчения, оно дополнительно содержит , a в качестве натрийсодержащего компонента NaCl при следующем соотношеНИИ компонентов, мол.%: GeSj55-75 NaCl10-20 Ga S 15-25

м6л.1 GeSj

моя.%

мбяЛ Had

г

Свойства

Ig6 20 70

120

Е , эВ -i((U-)

2,6 2,6 2,7 2,82,9

эВ

( J

342 340 336 340345

-, I

г

490 , 526 1522 5.25.530

2,6 34)2 34б t 490 500