CD cho'kma rangi. Termodinamik va elektrofizik xususiyatlar

Kirish

Hozirgi vaqtda elektron texnologiyada turli maqsadlarda foydalaniladigan materiallar soni bir necha mingtani tashkil etadi. Eng umumiy tasnifga ko'ra, ular to'rt sinfga bo'linadi: o'tkazgichlar, yarim o'tkazgichlar, dielektriklar va magnit materiallar. Eng muhim va nisbatan yangi materiallar orasida yarimo'tkazgichli kimyoviy birikmalar mavjud bo'lib, ular orasida A II B VI tipidagi birikmalar eng katta ilmiy va amaliy qiziqish uyg'otadi. Ushbu guruhning eng muhim materiallaridan biri CDSdir.

CdS zamonaviy IR texnologiyasining asosi hisoblanadi, chunki uning fotosensitivlik spektri barcha atrof-muhit ob'ektlari nurlanadigan atmosfera shaffofligi oynasiga (8-14 mikron) mos keladi. Bu uni harbiy ishlarda, ekologiyada, tibbiyotda va inson faoliyatining boshqa sohalarida qo'llash imkonini beradi. Bugungi kunga kelib, CdS gidrokimyoviy usul bilan plyonka shaklida olinadi.

Ushbu kurs loyihasining maqsadi - yiliga 100 ming dona quvvatga ega bo'lgan gidrokimyoviy usulda CdS asosida fotorezistorlarning sezgir elementlarini ishlab chiqarish loyihasini amalga oshirish, shuningdek, shartlarni oldindan aniqlash uchun mo'ljallangan hisoblash usuli bilan tanishish. CdS, kadmiy gidroksid va siyanamid hosil qilish uchun.

1. Kadmiy sulfidning xarakteristikasi

Cd - S tizimining diagrammasi tuzilmagan, tizimda ikkita modifikatsiyada mavjud bo'lgan bitta CdS birikmasi mavjud: a (olti burchakli) va b (kubik). CdS tabiiy ravishda grenokit va gauleyit minerallari shaklida uchraydi.

1.1 Kristal tuzilishi

A II B VI tipidagi birikmalar odatda sfalerit yoki vurtsit tuzilishida kristallanadi. Sfaleritning tuzilishi kubik, turi B-3, kosmik guruhi F4 3m (T d 2). Vurtsitning tuzilishi olti burchakli, turi B-4, kosmik guruhi P 6 3 mc (C 6 v 4). Ushbu tuzilmalar bir-biriga juda o'xshash, ular birinchi va ikkinchi koordinatsion sohalarda bir xil miqdordagi atomlarga ega - mos ravishda 4 va 12. Ikkala modifikatsiyaning tetraedralaridagi atomlararo aloqalar juda yaqin.

Kadmiy sulfid ham sfalerit, ham vurtsit tuzilmalari bilan olingan.

1.2 Termodinamik va elektrofizik xususiyatlar

Kadmiy sulfid o'zgaruvchan tarkibning bir tomonlama fazasi bo'lib, har doim kadmiyning ortiqcha miqdoriga ega. Kadmiy sulfid 1350 ᵒS ga qizdirilganda atmosfera bosimida erimasdan sublimatsiyalanadi, vakuumda 180 ᵒS da erimasdan va parchalanmasdan distillanadi, 100 atm bosim ostida taxminan 1750 ᵒS haroratda eriydi. 1000 ᵒS dan yuqori haroratlarda kadmiyning dissotsilanish darajasi 85-98% ga etadi. CdS ning hosil bo'lish issiqligi D H 298 0 \u003d -34,71 kkal / mol.

Ishlab chiqarish va issiqlik bilan ishlov berish shartlariga qarab, CdS ning xususiyatlari har xil bo'lishi mumkin. Shunday qilib, kadmiy bug'ining ortiqcha miqdorida o'stirilgan kristallar stexiometrik tarkibda o'stirilgan kristallarga qaraganda sezilarli darajada yuqori issiqlik o'tkazuvchanligiga ega. CdS ning o'ziga xos qarshiligi, turli omillarga qarab, keng diapazonda o'zgarishi mumkin (10 12 dan 10 -3 ohm * m gacha).

Stexiometriyadan chetlanishlar CdS ning elektrofizik xususiyatlariga hal qiluvchi ta'sir ko'rsatadi. Namunalarga kislorodning kiritilishi elektr o'tkazuvchanligining kuchli pasayishiga olib keladi. Optik ma'lumotlardan aniqlangan CdS ning tarmoqli bo'shlig'i 2,4 V ni tashkil qiladi. Kadmiy sulfid odatda stoikiometrik tarkibga nisbatan oltingugurt yo'qligi sababli n-tipli o'tkazuvchanlikka ega.

Kadmiyning suvda eruvchanligi ahamiyatsiz: 1,5 * 10 -10 mol / l.

2. Metall xalkogenidlarni olish usullari

Hozirgi vaqtda metall xalkogenidlari fizik (vakuumli bug'lanish va katodli püskürtme) va kimyoviy usullar bilan (reaksiya aralashmasini 400-600 K gacha qizdirilgan substratga aerozol bilan purkash yoki suvli eritmadan cho'ktirish) olinadi. Keling, har bir usulni batafsil ko'rib chiqaylik.

Vakuumli kondensatsiya usuli

Usulning mohiyati moddani vakuumda (P ≥ 10 -3 mm Hg) bosim qoldiq bug 'bosimidan bir necha kattalikdagi oshib ketgan haroratgacha qizdirishdan iborat, keyin esa substratda kondensatsiya paydo bo'ladi.

Jarayon bosqichlari:

Moddaning bug'lanishi;

Modda atomlarining substratga uchishi;

Substratda bug'ning cho'kishi (kondensatsiyasi), undan keyin plyonka tuzilishi hosil bo'lishi.

Katodik vakuumli purkash usuli.

Usul katodni ishlaydigan gaz molekulalari bilan bombardimon qilish orqali yo'q qilishga asoslangan. Katod plyonka shaklida yotqizilishi kerak bo'lgan materialdir. Birinchidan, ish joyidan havo pompalanadi, so'ngra ishlaydigan gaz (argon yoki azot) kameraga yuboriladi. Katod va anod o'rtasida kuchlanish (3-5 kV) qo'llaniladi, bu gaz bo'shlig'ining buzilishiga olib keladi. O'rnatishning ishlashi plazma tushirishga yaqin joylashgan.

Katodli püskürtme turlari:

Jismoniy: tizimda kimyoviy reaktsiya sodir bo'lmaydi;

Reaktiv: kimyoviy reaksiyani o'z ichiga oladi, ish gaziga reaktiv gaz (kislorod, azot, uglerod oksidi) qo'shiladi, uning molekulalari bilan püskürtülmüş modda kimyoviy birikma hosil qiladi. Ishchi gazning qisman bosimini o'zgartirib, plyonka tarkibini o'zgartirish mumkin.

Shuni ta'kidlash kerakki, yupqa plyonkali konstruktsiyalarni vakuumli ishlab chiqarish keng imkoniyatlarga va ko'p qirralilikka ega. U bir qator muhim kamchiliklarga ega - bu murakkab qimmat uskunalarni talab qiladi, shuningdek, xususiyatlarning bir xilligini ta'minlamaydi.

Sulfid plyonkalarini olish usullarining soddaligi va samaradorligi jihatidan eng jozibadori gidrokimyoviy yotqizish texnologiyasidir. Hozirgi vaqtda ushbu usulning uchta asosiy turi mavjud: eritmalardan kimyoviy cho'kish, elektrokimyoviy cho'kish va eritmalarni qizdirilgan substratga purkash, so'ngra piroliz.

Elektrokimyoviy yotqizish jarayonida tiokarbamidning suvli eritmasida metallning anodik erishi amalga oshiriladi. Sulfid hosil bo'lish jarayoni ikki bosqichda davom etadi:

anodda metall ionlarining hosil bo'lishi;

metall ionlarining xalkogenizator bilan o'zaro ta'siri.

Usulning afzalliklariga qaramay: nazorat qilish qobiliyati va plyonka o'sish tezligining joriy quvvatga aniq bog'liqligi, usul etarli darajada tejamkor emas, nozik, notekis va amorf plyonkalar hosil bo'ladi, bu esa ushbu usulni amaliyotda keng qo'llashga to'sqinlik qiladi.

Eritmani qizdirilgan substratga purkash usuli (piroliz)

Metall tuzi va tiokarbamid bo'lgan eritma 180..250 ᵒS gacha qizdirilgan substratga püskürtülür. Piroliz usulining asosiy afzalligi aralash tarkibli plyonkalarni olish imkoniyatidir. Uskuna dizayni eritmalar uchun buzadigan amallar moslamasini va substrat uchun isitgichni o'z ichiga oladi. Metall sulfidli plyonkalarni olish uchun stexiometrik metall-oltingugurt nisbati maqbuldir.

Suvli eritmalardan kimyoviy cho'kma yakuniy natijalar nuqtai nazaridan alohida jozibadorlik va keng istiqbolga ega. Gidrokimyoviy yotqizish usuli yuqori mahsuldorlik va tejamkorlik, texnologik dizaynning soddaligi, murakkab shakldagi va har xil tabiatdagi sirtga plyonkalarni joylashtirish imkoniyati, shuningdek, qatlamni yuqori haroratga ruxsat bermaydigan organik ionlar yoki molekulalar bilan doping bilan ajralib turadi. isitish va "yumshoq kimyoviy" sintez qilish imkoniyati. Ikkinchisi bu usulni tabiatda metastabil bo'lgan murakkab tuzilishdagi metall xalkogenidlarining birikmalarini olish uchun eng istiqbolli deb hisoblash imkonini beradi.

Gidrokimyoviy cho'kma metall tuzi, ishqoriy va kompleks hosil qiluvchi moddalar va xalkogenizator bo'lgan reaksiya vannasida amalga oshiriladi. Sulfid hosil bo'lish jarayoni kolloid-kimyoviy bosqich orqali amalga oshiriladi va mexanizmi to'liq tushunilmagan topokimyoviy va avtokatalitik reaktsiyalar to'plamini ifodalaydi.

3. Asoslangan filmlarni qo'llashCDS

Yupqa qatlamli kadmiy sulfidlari fotodetektorlar, fotolyuminestsent materiallar, termoelementlar, quyosh batareyalari, sensorli materiallar, dekorativ qoplamalar va istiqbolli nanostrukturali katalizatorlar sifatida keng qo'llaniladi.

4. Ishlab chiqarish texnologiyasi tavsifiCDS

Fotorezistorlarning sezgir elementlarini ishlab chiqarishning texnologik sxemasi quyidagi operatsiyalarni o'z ichiga oladi:

1. substrat tayyorlash (tozalash, o'ymak, yuvish);

Yarimo'tkazgich plyonkaning kimyoviy yotqizilishi;

Filmni yuvish va quritish;

2 soat davomida 400 ᵒS da zaryad qatlami ostidagi yarim o'tkazgich qatlamini issiqlik bilan ishlov berish;

AI-kontaktlarni vakuumda yotqizish;

Yozish;

FR chiplari parametrlarini chiqish nazorati.

.1 Plyonka yotqizish uchun substratlarni tayyorlash

Filmni yotqizish avval yog'sizlangan substratlarda amalga oshiriladi. Substratlar soda bilan yaxshilab yog'sizlantiriladi, musluk suvi bilan yuviladi va floroplastik moslamaga o'rnatilgandan so'ng ular plyonkaning yopishqoqligini oshirish uchun sirtni o'rash uchun suyultirilgan Dash eritmasiga 20 soniya davomida joylashtiriladi. Dash etchantida ishlov berilgandan so'ng, substratlar ko'p miqdorda isitiladigan distillangan suv bilan yuviladi va jarayon boshlangunga qadar distillangan suv qatlami ostida stakanda saqlanadi.

Substrat sirtini tayyorlash sifati uning namlanish darajasi bilan nazorat qilinadi: ehtiyotkorlik bilan tayyorlangan substratda distillangan suv tekis qatlamda tarqaladi. Yog'siz substratni qo'llaringiz bilan olish qat'iyan man etiladi.

4.2 Yarimo'tkazgich plyonkaning kimyoviy yotqizilishi

Sitall CdS plyonkalarini joylashtirish uchun substrat materiali sifatida ishlatiladi.

CdS yarimo'tkazgich plyonkalarini sintez qilish uchun quyidagi kimyoviy reagentlar qo'llaniladi:

kadmiy xlorid, CdCl 2 ∙H 2 O;

tiokarbamid, CSN 2 H 4, yuqori tozaligi;

suvli ammiak eritmasi, NH 3 ak, 25%, kimyoviy toza.

Ishchi eritmani tayyorlash uchun reagentlarni to'kish tartibi qat'iy belgilangan. Buning zarurati, xalkogenidlarning cho'ktirish jarayonining heterojen bo'lishi va uning tezligi yangi faza hosil bo'lishining dastlabki shartlariga bog'liqligi bilan bog'liq.

Ishchi eritma boshlang'ich materiallarning hisoblangan hajmlarini aralashtirish orqali tayyorlanadi. Filmlar 100 ml molibdenli shisha reaktorda sintezlanadi. Birinchidan, kadmiy tuzining hisoblangan hajmi reaktorga kiritiladi, keyin suvli ammiak kiritiladi va distillangan suv qo'shiladi. Keyin tiokarbamid qo'shiladi. Eritma aralashtiriladi va tayyorlangan substrat darhol unga botiriladi, floroplastik qurilmaga o'rnatiladi. Substrat reaktorga ishchi yuzasi pastga qarab 15 - 20 ° burchak ostida o'rnatiladi. Shu paytdan boshlab, sekundomer yordamida sintez jarayoni vaqtini ortga hisoblash boshlanadi. Reaktor mahkam yopilgan va U-10 termostatiga joylashtirilgan. Sintez haroratini saqlashning aniqligi ± 0,01 ° S ni tashkil qiladi. Bir muncha vaqt davomida eritma bilan hech qanday o'zgarishlar yuz bermaydi. Keyin eritma loyqalana boshlaydi va substrat yuzasida va reaktor devorlarida sariq rangli oyna plyonkasi hosil bo'ladi. Uning turish vaqti 60 minut. Yog'ingarchilik 70 ° S haroratda amalga oshiriladi.

4.3 Depozitlangan plyonkani qayta ishlash

Belgilangan sintez vaqti tugagandan so'ng, reaktor termostatdan chiqariladi, ushlagich bilan substrat chiqariladi va ko'p miqdorda (0,5-1,0 l) qizdirilgan distillangan suv bilan yuviladi. Shundan so'ng, substrat ushlagichdan chiqariladi, substratning ishchi yuzasi (plyonka yotqizilgan) distillangan suvga namlangan paxta bilan muloyimlik bilan o'chiriladi va cho'kindi orqa tomondan chiqariladi. Keyin plyonkali substrat yana distillangan suv bilan yuviladi va namlikning ko'rinadigan izlari yo'qolguncha filtr qog'ozida quritiladi.

4.4 Issiqlik bilan ishlov berish

Yaxshilab yuviladi va quritiladi - substratlar keyingi operatsiyaga o'tadi: issiqlik bilan ishlov berish. Stressni bartaraf etish va plyonkalarning elektr xususiyatlarini yaxshilash uchun PM-1,0-7 yoki PM-1,0-20 mufel pechlarida amalga oshiriladi. Jarayon 400 ° C haroratda 2 soat davom etadi, so'ngra xona haroratiga qadar sovutiladi.

4.5 AI kontaktlarini vakuumda yotqizish

Metall plyonkalar yarimo'tkazgichli qurilmalar va mikrosxemalarni ishlab chiqarishda to'g'rilanmaydigan (ohmik) kontaktlar, shuningdek passiv komponentlar (o'tkazgich yo'llari, rezistorlar, kondansatörler, induktorlar) sifatida ishlatiladi. Metall plyonkalarni olishning asosiy usuli turli metallarni (alyuminiy, oltin va boshqalar) vakuumda cho'ktirish (vakuumda termal bug'lanish) hisoblanadi, chunki u bir qator afzalliklarga ega: cho'kma jarayonlarining tozaligi va takrorlanishi, yuqori mahsuldorlik, bittasini cho'ktirish imkoniyati. yarimo'tkazgichli plastinalarda yoki bir nechta metallarni bir operatsiyada va oksidlanishdan himoya qilish uchun yotqizilgan metall plyonka va vakuumni eritish, cho'kish jarayonini boshqarish qulayligi va niqoblar yordamida metallarni cho'ktirishda turli qalinlikdagi va konfiguratsiyadagi metall plyonkalarni olish imkoniyati.

Püskürtme, shuningdek, 6,5∙10 Pa (5∙10 -6 mm Hg) darajadagi qopqoq ostida qoldiq bosim bilan vakuumli o'rnatishda amalga oshiriladi. Bunday bosim bug'langan metall atomlari va o'rnatish qopqog'i ostidagi qoldiq gaz molekulalari o'rtasida hech qanday to'qnashuvlar bo'lmasligi uchun tanlanadi, bu esa buzilgan strukturaning plyonkalari paydo bo'lishiga olib keladi.

Yarimo'tkazgichli plyonkalar va boshqa substratlarga turli xil plyonkalarni yotqizish uchun yarimo'tkazgichli qurilmalarni ishlab chiqarishda vakuumli cho'kma qurilmalarining bir nechta modellari qo'llaniladi, ular turli xil dizayn echimlarida bir-biridan farq qiladi, birinchi navbatda qopqoq moslamasi, shuningdek vakuum tizimi, jarayon parametrlarini kuzatish va ish rejimlarini nazorat qilish uchun elektr ta'minoti tizimi. , bug'lanish yoki purkash uchun tashish va yordamchi qurilmalar.

Ushbu qurilmalarda termal plyonkalarni yotqizish va purkash uchun mos ravishda rezistorli va elektron-nurli qurilmalar, ionli bombardimon qilish uchun esa tushirish moslamalari qo'llaniladi. Ba'zi kamchiliklarga qaramay (o'tga chidamli materiallarning bug'lanishining qiyinligi, yuqori inersiya, qotishmalarning bug'lanishi paytida komponentlar nisbatining o'zgarishi), elektron nurli va ayniqsa qarshilikli bug'lanish moslamalari bo'lgan o'rnatishlar ishlash qulayligi tufayli yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda keng qo'llaniladi. Shuning uchun biz asosiy modeli UVN-2M qurilmasi bo'lgan qarshilikli evaporatatorli birliklarga e'tibor qaratamiz.

4.6 Yozish

Unga plyonka yotqizilgan substratdan ma'lum o'lchamdagi chiplar chizish yo'li bilan kesiladi (standart vaqt bitta substrat uchun 25 minut). ZhK 10.11 ni yozish uchun yarim avtomatik mashina yarimo'tkazgichli gofretlarda tirqishlar panjarasini qo'llash uchun mo'ljallangan. Ular qo'llaniladigan xavflar bilan plitalarni rezina rolik bilan qo'lda yoki maxsus o'rnatishlarda aylantirib sindirishadi. Yarim avtomatik qurilma stolga o'rnatilgan skafandrga o'rnatilgan bo'lib, u mikroiqlim yaratishga xizmat qiladi. Ular kostyumning old devoriga o'rnatilgan rezina qo'lqoplarda yarim avtomatik qurilmada ishlaydi. Ish joyi kostyumning yuqori qismida o'rnatilgan kunduzgi lampalar bilan yoritilgan. Belgilarni chizish tebranish tayanchiga o'rnatilgan olmos kesgich tomonidan amalga oshiriladi.

kadmiy sulfid elektrofizik vakuum

4.7 "Chip" parametrlarini chiqish nazorati

Dastlab, chiplar qoplama sifati uchun vizual nazoratdan o'tkaziladi. Qatlamning heterojenligi, dog'lar, tartibsizliklar, yomon yopishgan joylar qayd etilgan.

Chiqish nazorati K.50.410 birliklarida amalga oshiriladi (standart vaqt "chip" uchun 2 minut).

5. Hisob-kitob qismi

.1 Shakllanish chegara shartlarini hisoblashCDS, CD(Oh) 2 vaCdCN 2

Qo'rg'oshin sulfid, gidroksid va siyanamidning quyidagi boshlang'ich konsentrasiyalarda cho'kishi uchun chegara shartlarini topish kerak, mol/l:

0,4

Gidrokimyoviy sintezning asosini reaksiya tashkil etadi:

CdL x 2+ + N 2 H 4 CS(Se) + 4OH - \u003d CdS + CN 2 2- + 4H 2 O

Reaksiya aralashmasida quyidagi kompleks birikmalar hosil bo'lishi mumkin (1-jadval):

1-jadval CdS, Cd(OH) 2, CdCN 2 ning gidrokimyoviy yog'inlari uchun sharoitlarni hisoblash uchun dastlabki ma'lumotlar

Murakkab (murakkab ion)

a Me z + ni hisoblaymiz, buning uchun quyidagi ifodadan foydalanamiz:

bu erda a Me z + - murakkab bo'lmagan metall ionlarining fraksiyonel konsentratsiyasi; L - ligand konsentratsiyasi; k 1 , k 1.2 ,…k 1.2… n - metallning turli murakkab shakllarining beqarorlik konstantalari.

Ammiak tizimi uchun ifoda quyidagi shaklga ega:
8,099∙10 -9

Grafik bog'liqlikni quramiz pC n =f (pH) (2-rasm).

Guruch. 2. Kadmiy sulfid, gidroksid va siyanamid hosil bo'lishining chegaraviy shartlari.

Grafik asosida xulosa qilishimiz mumkinki, bu tizimda pH = 9,5-14 da CdS plyonkasi, pH = 10,5-14 da Cd(OH) 2, CdCN 2 esa umuman hosil bo'lmaydi.

Kirish

Kadmiy sulfidning xarakteristikasi

Cd - S tizimining diagrammasi tuzilmagan, tizimda ikkita modifikatsiyada mavjud bo'lgan bitta CdS birikmasi mavjud: b (olti burchakli) va c (kubik). CdS tabiiy ravishda grenokit va gauleyit minerallari shaklida uchraydi.

Kristal tuzilishi

A II B VI tipidagi birikmalar odatda sfalerit yoki vurtsit tuzilishida kristallanadi. Sfaleritning tuzilishi kubik, turi B-3, kosmik guruhi F4 3m (T d 2). Vurtsitning tuzilishi olti burchakli, turi B-4, kosmik guruhi P 6 3 mc (C 6v 4). Ushbu tuzilmalar bir-biriga juda o'xshash, ular birinchi va ikkinchi koordinatsion sohalarda bir xil miqdordagi atomlarga ega - mos ravishda 4 va 12. Ikkala modifikatsiyaning tetraedralaridagi atomlararo aloqalar juda yaqin.

Kadmiy sulfid ham sfalerit, ham vurtsit tuzilmalari bilan olingan.

Termodinamik va elektrofizik xususiyatlar

Kadmiy sulfid o'zgaruvchan tarkibning bir tomonlama fazasi bo'lib, har doim kadmiyning ortiqcha miqdoriga ega. Kadmiy sulfid 1350 °C ga qizdirilganda atmosfera bosimida erimasdan sublimatsiyalanadi, vakuumda 180 ° C da erimasdan va parchalanmasdan distillanadi, 100 atm bosim ostida taxminan 1750 ° S haroratda eriydi. 1000 ° C dan yuqori haroratlarda kadmiyning dissotsilanish darajasi 85-98% ga etadi. CdS D H 298 0 \u003d -34,71 kkal / mol hosil bo'lish issiqligi.

Kadmiyning suvda eruvchanligi ahamiyatsiz: 1,5 * 10 -10 mol / l.

Kadmiy (II) oksidi

Havoda qizdirilganda kadmiy yonadi va kadmiy oksidi CdO ni hosil qiladi (molekulyar og'irligi 128,41). Oksidni kadmiyning nitrat yoki karbonat tuzlarini kaltsiylash orqali ham olish mumkin. Shu tarzda, oksid ikki modifikatsiyaga ega bo'lgan jigarrang kukun shaklida olinadi: amorf va kristalli. Qizdirilganda amorf oksid kristallanadi, kubik tizimda kristallanadi: u karbonat angidridni adsorbsiya qiladi va o'zini kuchli asos kabi tutadi. CdO AMORPH CdO CRIST ning aylanish issiqligi 540 kal.

Sun'iy ravishda tayyorlangan oksidning zichligi 7,28 dan 8,27 g / sm 3 gacha. Tabiatda CdO galmiy ustida qora qoplama hosil qiladi, zichligi 6,15 g/sm3. Erish nuqtasi 1385 °.

Kadmiy oksidi vodorod, uglerod va uglerod oksidi bilan kamayadi. Vodorod teskari reaktsiyaga ko'ra CdO ni 250-260 ° gacha kamaytira boshlaydi:

CdO + H 2 Cd + H 2 O,

Bu 300 ° da tezda tugaydi.

Kadmiy oksidi kislotalarda va sink sulfat eritmasida teskari reaktsiyaga ko'ra yaxshi eriydi:

CdO + H 2 O + ZnSO 4 CdSO 4 + Zn (OH) 2.

Kadmiy sulfid

Sulfid (CdS, molekulyar og'irligi 144,7) kadmiyning muhim birikmalaridan biridir. Xlorid va nitrat kislotalarning konsentrlangan eritmalarida, suyultirilgan sulfat kislotaning qaynayotganda va temir temir eritmalarida eriydi; sovuqda kislotalarda yomon eriydi, suyultirilgan sulfat kislotada erimaydi. Sulfidning eruvchanlik mahsuloti 1,4·10 -28 . Kristalli sulfid tabiatda og'ir va rangli metallar rudalariga aralashma sifatida grenakit shaklida uchraydi. Oltingugurtni kadmiy yoki kadmiy oksidi bilan eritib sun'iy yo'l bilan olish mumkin. Metall kadmiy oltingugurt bilan eritilganda, sulfid hosil bo'lish reaktsiyasining rivojlanishi CdS himoya plyonkalari tomonidan inhibe qilinadi. Reaktsiya

2CdO+3S=2CdS+SO2

283° dan boshlanadi va yuqori tezlikda 424° da o'tadi.

CdS ning uchta modifikatsiyasi ma'lum: amorf (sariq) va ikkita kristalli (qizil va sariq).Kristalli sulfidning qizil xili og'irroq (sp. og'irligi 4,5) sariq (sp. og'irligi 3). Amorf CdS 450°C ga qizdirilganda kristallanadi.

Kadmiy sulfid, oksidlovchi atmosferada qizdirilganda, kuyish haroratiga qarab sulfat yoki oksidga oksidlanadi.

kadmiy sulfat

Kadmiy sulfat (CdSO 4, molekulyar og'irligi 208,47) - ortorombik tizimda kristallanadigan oq kristalli kukun. Suvda oson eriydi, lekin spirtda erimaydi. Sulfat 8/3 suv molekulalari (CdSO 4 8 / 3H 2 O) bo'lgan monoklinik tizimda suvli eritmadan kristallanadi, 74 ° gacha barqaror, lekin yuqori haroratda u bir suvli sulfatga aylanadi (CdSO 4 H). 2 O). Haroratning oshishi bilan sulfatning eruvchanligi biroz oshadi, lekin haroratning yanada oshishi bilan u 3-jadvalda ko'rsatilganidek kamayadi:

3-jadval

Sulfatning uchta modifikatsiyasining mavjudligi aniqlandi: b, c va d.Oxirgi suv molekulasi 200° da 3CdSO 4 ·8H 2 O kristalli gidratdan ajratilgandan so'ng, barqaror bo'lgan b-modifikatsiyasi hosil bo'ladi. 500 ° gacha; haroratning yanada oshishi bilan s-modifikatsiyasi paydo bo'ladi, u 735 ° dan yuqori haroratlarda z-modifikatsiyasiga o'tadi. Yuqori haroratli modifikatsiyalar (c va d) sovutish paytida b-modifikatsiyasiga aylanadi.

Ixtiro noorganik kimyoda qo'llanilishi mumkin. Kristalli kadmiy sulfidini olish usuli sulfat kamaytiruvchi bakteriyalarni metallar bo'lgan sintetik muhitga joylashtirish va ozuqa moddalarini, shu jumladan vitaminlar, tuzlar, kofaktorlar eritmalarini qo'shishni o'z ichiga oladi. Kultivatsiya qilishda sulfat kamaytiruvchi bakteriyalar Desulfovibrio sp. A2 va kadmiy ionlari manbasini o'z ichiga olgan sintetik muhit - kadmiy xlorid eritmasi. Sintetik muhitda kadmiy ionlarining konsentratsiyasi 150 mg/l ni tashkil qiladi. Madaniyat idishida alyuminiy folga qo'yildi, madaniyat 18 kun davomida 28 ° C da o'tkazildi. Folga va flakonning pastki qismidan to'plangan, kadmiy sulfid kristallari bo'lgan cho'kma quritiladi. TA'SIR: ixtiro metallurgiya korxonalarining oqava suvlari va suyuq chiqindilaridan kadmiy sulfid olish imkonini beradi. 2 ta kasal, 3 ta stol, 1 ta pr.

RF patenti uchun chizmalar 2526456

Ixtiro sulfat kamaytiruvchi bakteriyalar (SRP) yordamida tarkibida metallar bo‘lgan eritmalardan sof kadmiy sulfid (CdS) olish usuliga tegishli.

Taklif etilayotgan usul yordamida tarkibida metall ionlari, jumladan kadmiy bo‘lgan oqava suvlardan sof kadmiy sulfid, tog‘-kon va metallurgiya korxonalarining suyuq chiqindilari olish mumkin. Taklif etilgan usuldan foydalanganda kadmiyni sulfidlar shaklida tanlab cho'ktirish mumkin. Bu xususiyat metallurgiya korxonalarining suyuq chiqindilari va oqava suvlardan kadmiy sulfidlarini olish uchun ikkilamchi xom ashyo manbai sifatida foydalanish imkonini beradi. Kadmiy sulfid yarimo'tkazgichli lazerlarda qo'llaniladi, fotosellar, quyosh batareyalari, fotodiodlar, yorug'lik diodlari, fosfor, badiiy bo'yoqlar uchun pigmentlar, shisha va keramika ishlab chiqarish uchun materialdir. Kadmiy sulfid pigmentlari ko'plab polimerlarda, masalan, muhandislik plastmassalarida yaxshi harorat barqarorligi uchun baholanadi. CdS kristallarida oltingugurt atomlarining bir qismini selen bilan almashtirish orqali yashil-sariqdan qizil-binafsha ranggacha bo'lgan turli xil bo'yoq ranglarini olish mumkin. Kadmiy sulfid keng bo'shliqli yarim o'tkazgichdir. CdS ning bu xususiyati optoelektronikada ham fotodetektorlarda, ham quyosh batareyalarida qo'llaniladi. Kadmiy sulfidning monokristallaridan elementar zarrachalar va gamma nurlanishni aniqlash uchun sintillyatorlar yasaladi.

Tabiatda kadmiy sulfidi sfalerit (ZnS) va smitsonitda sariq rangli konlar shaklida yuzaga keladigan grenokit va gauleyit minerallari sifatida mavjud. Bu minerallar tabiatda keng tarqalmaganligi sababli, kadmiy sulfid ishlab chiqarishda foydalanish va ilmiy-texnikaviy ishlar uchun sintez yo'li bilan olinadi.

Kadmiy sulfidlari kimyoviy usullar bilan - oltingugurtni kadmiy bilan qizdirish yoki qizdirilganda vodorod sulfidini kadmiy, kadmiy oksidi yoki xloriddan o'tkazish orqali olinadi. Kadmiy va qo'rg'oshinning kukunli sulfidlarini ishlab chiqarishning ma'lum usuli (RF patenti, No 2203855, C01G 11/02, C01G 21/21, 2003). Ixtiro eritilgan tuzlarda kukunli materiallarni olish usullariga tegishli. Sintez eritilgan muhitda amalga oshiriladi. Eritilgan muhit kristalli tiokarbamiddan hosil bo'ladi va metall o'z ichiga olgan komponent sifatida suvsiz kadmiy yoki qo'rg'oshin asetatlarini o'z ichiga oladi. Sintez ko'rsatilgan tuzlardan birining kukunlari va tiokarbamidni tiokarbamidning 2-4 baravar ortiq molyar miqdorida aralashtirish va keyin 160-180 ° C haroratda 20-30 daqiqa davomida ushlab turish orqali amalga oshiriladi. Taklif etilgan usulda olingan mahsulotlarning amaliy hosildorligi 95% dan ortiq. Bundan tashqari, ular tarkibida elementar oltingugurt (3-4 og'irlik%) aralashmasi mavjud bo'lib, u mahsulotning keyingi ishlatilishiga qarab, organik erituvchi (toluol, uglerod tetraklorid va boshqalar) bilan yuvish orqali olib tashlanishi mumkin. Ushbu usulning kamchiliklari ishlab chiqarishning energiya sarfi, maxsus, qimmatbaho uskunalardan foydalanish zarurati. Bundan tashqari, kimyoviy ishlab chiqarish atrof-muhitga salbiy ta'sir ko'rsatadi.

Klebsiella pneumonia va Clostridium thermoaceticum bakteriyalari tomonidan hujayra yuzasida kadmiy sulfid kristalitlari hosil bo'lishi ma'lum (Aiking H. va boshqalar. Klebsiella aerogenes NCTC 418 da simob, kadmiy va qo'rg'oshinning detoksifikatsiyasi uzluksiz madaniyatda o'sadigan Microbiol. Environ // Appiol. 1985 Noyabr;50(5 - P.1262-1267; PR Smith va boshq. BAKTERİAL YARIM O'TGIRGAN KADMIY-SULFID zarrachalarining fotofizik va fotokimyoviy xarakteristikasi // Journal of the Chemical Societs(-199.-Fardaya tranzaksiyalari). .1235-1241).

K. pneumonia bakteriyalari yuzasida sintezlangan CdS kristalitlari ultrabinafsha nurlarini samarali o'zlashtiradi, bu bakteriyani zararli ta'siridan himoya qiladi. Chuqur dengiz floresan bakteriyasi Pseudomonas aeruginosa hujayra devorida CdS kristallitlarini hosil qilish orqali muhitdan kadmiyni olib tashlaydi (Vang CL va boshq. Aerob madaniyatida Pseudomonas aeruginosaning yangi shtammi bilan kadmiyni olib tashlash // Appl. Environ. -139, Microbiol. - bet .4075-4078). Kadmiy sulfid kristallitlarining o'lchamlari hujayralar tashqarisida o'nlab mikrondan hujayra ichidagi yoki ularning yuzasida o'nlab angstromlargacha o'zgaradi. Kadmiy sulfid kristallitlari organizmlar noqulay muhit sharoitlariga bardosh berishi uchun faqat ma'lum sharoitlarda hosil bo'ladi.

Da'vo qilingan ixtiroga mohiyatan eng yaqin va erishilgan natija sulfat kamaytiruvchi bakteriyalarga ega bioreaktor yordamida kadmiy ionlarining past konsentratsiyasini yo'q qilish usulidir (Hiroshi H. va boshqalar. Removal of Low Concentrated Cadmium Ions using Fixed-bed sulfat-Reducing. FS tashuvchisi bilan bioreaktor // Yaponiya konchilik va materiallarni qayta ishlash instituti jurnali, 2003 yil, V.119, № 9, 559-563-bet). Suvdan og'ir metall ionlarini olish bioreaktorda biotashuvchi sifatida ishlatilgan tolali shlaklarda immobilizatsiyalangan sulfatni kamaytiruvchi bakteriyalar yordamida amalga oshirildi. Bu jarayonda suyuqlikdagi sulfat ionlari biologik jihatdan vodorod sulfidiga (H 2 S) aylanadi, u metall ionlari bilan reaksiyaga kirishib, o‘ta nozik metall sulfid zarralarini hosil qiladi. Keyin hosil bo'lgan zarralar reaktorning yuqori qismidagi tashuvchining yuzasida to'planadi, natijada og'ir metall ionlari va ularning sulfidlari to'planadi. 6 mg / l kadmiy bilan ifloslangan suvni uzluksiz tozalash bilan taxminan 30 kun davomida deyarli to'liq olib tashlash amalga oshirildi.

Bu usulning nochorligi shundaki, uni ishlatish faqat atrof-muhitdagi kadmiy ionlarining past konsentratsiyasida mumkin va kristalli kadmiy sulfid hosil qilmaydi.

Ushbu ixtironing maqsadi yuqori haroratga chidamli sulfat kamaytiruvchi bakteriyalardan foydalangan holda, tarkibida boshqa metall sulfidlarning aralashmalari bo'lmagan (150 mg / l gacha) kadmiy ionlari yuqori bo'lgan eritmalardan kristalli kadmiy sulfid olish usulini ishlab chiqishdan iborat. kadmiy ionlarining kontsentratsiyasi.

Muammo kadmiy ionlariga yuqori chidamli SRP ni tarkibida metallar bo'lgan oqava suvlarni taqlid qiluvchi sintetik muhitga, ozuqa moddalari, shu jumladan vitaminlar, tuzlar, kofaktorlar, laktat, natriy sulfid eritmalari qo'shilishi bilan, keyinchalik termostatda o'stirilishi bilan hal qilinadi. quritish, lekin , prototipdan farqli o'laroq, kadmiy ionlariga chidamli SRBlar qo'llaniladi, muhitga alyuminiy folga qo'shiladi, etishtirish 28 ° C haroratda 18 kun davomida amalga oshiriladi.

Kultivatsiya sintetik muhitda (1-jadval - sintetik muhitning tarkibi) bakteriyalar o'sishini rag'batlantiradigan ozuqa moddalarini kiritish bilan amalga oshiriladi. Sintetik muhitga bakterial kulturani ekishdan oldin ozuqa moddalari va ikki valentli kadmiy qo'shiladi. Oziq moddalarning tarkibi va ularni kiritish ketma-ketligi 2-jadvalda ko'rsatilgan. Vitaminlardan tashqari barcha oziq moddalar 1 atm 30 daqiqa davomida avtoklavda saqlanadi. Vitaminlar bakterial filtr (0,20 mkm) bilan filtrlash orqali sterilizatsiya qilinadi.

Ekish ko'milgan folga bilan steril konteynerlarda, konteyner hajmining 10% miqdorida emlash hajmi (CRP madaniyati) amalga oshiriladi. Emlash bo'lgan tanklar yuqori qismiga sintetik vosita bilan to'ldiriladi (barcha ozuqa moddalari qo'shiladi). Muhitning pH qiymati NaHCO 3 eritmasi bilan 7,0-7,8 ga o'rnatiladi. Flakonlar alyuminiy qopqoq bilan yopiladi, muhrlanadi va 28 ° C haroratda termostatga joylashtiriladi. Kadmiy sulfid kristallarining shakllanishi folga va qisman flakonning pastki qismida sodir bo'ladi. Kultivatsiyadan so'ng cho'kma folga to'planadi va flakonning pastki qismidan santrifüj qilinadi va havoda quritiladi. Laboratoriyada ixtiroga misollar quyida keltirilgan.

SRB Desulfovibrio sp ning sof madaniyati. A2 150 mgCd/l konsentratsiyada ikki valentli kadmiy va alyuminiy folga o'z ichiga olgan sintetik muhitda yetishtirildi. Kadmiy sulfid kristallari folga va qisman 120 ml flakonning pastki qismida olingan. Alyuminiy folga flakonlari quruq issiqlik bilan sterilizatorda 160 ° C da 2,2 soat davomida sterilizatsiya qilindi.

Ekish oldindan 30 daqiqa davomida ultrabinafsha nurlar bilan dezinfektsiya qilingan steril laminar oqim shkafida amalga oshirildi. Emlashdan oldin sintetik muhit (1-jadval) qaynatiladi va keyin erigan kislorodni olib tashlash uchun sovuq suv ostida tez sovutiladi. Oziq moddalar xona haroratiga qadar sovutilgan muhitga (2-jadval) (1 l uchun) quyidagi ketma-ketlikda qo'shildi: vitaminlar (2 ml), tuz eritmasi (10 ml), kofaktor eritmasi (1 ml), organik substrat - laktat (1). .6 ml), NaHCO 3 eritmasi (pH 7,0-7,8 ga o'rnatildi), natriy sulfid eritmasi (2 ml). 1 litr sintetik muhit uchun 16,72 ml miqdorida kadmiy eritmasi (100 ml suv uchun CdCl 2 × 2,5H 2 O 2 g) qo'shildi (shunday qilib, muhitda kadmiy konsentratsiyasi 150 mg / l ga erishildi) ).

Qo'shimchalar bilan 50 ml ga yaqin sintetik muhit va 10 ml inokulum (bakteriyalar madaniyati) folga flakonlariga qo'shildi, shundan so'ng muhit to'ldiriladi. Kauchuk tiqinlar flakonlarning chetiga steril igna bilan ishqalangan, bu havo kislorodining kirib borishini kamaytiradi. Ekish oxirida kolbalar alyuminiy qopqoqlar bilan yopilgan, kolba tikuv bilan yopilgan va termostat 28 ° C ga qo'yilgan. Kadmiy sulfidning kristallanishi kultivatsiyadan 10 kun o'tgach boshlanadi, 18 kun davomida etishtirishda kadmiy sulfid to'liq kristallanadi. Hosil bo'lgan cho'kma folga to'plangan va flakonning pastki qismidan santrifüj qilingan va havoda quritilgan. Hosil bo'lgan cho'kmaning massasi 0,38 g.

Yog'ingarchilik skanerlovchi elektron mikroskop (EDAX ECON IV analizatorli Philips SEM515) yordamida o'rganildi. Kristal faza Shimadzu XRD 6000 difraktometrida rentgen fazasi tahlili orqali aniqlandi.

Skanerli elektron mikroskop ostida aniqlangan kristallarning o'lchami 50-300 mkm edi, 1-rasm - Desulfovibrio sp ni etishtirishda olingan cho'kindilarning mikrografiklari (SEM). 18 kun davomida Cd ionlari (150 mg / l) ishtirokida A2 va tegishli EMF. Desulfovibrio sp shtammini o'stirishda olingan cho'kindi. A2 tarkibida kadmiy, oltingugurt, temir, kislorod, uglerod va natriy mavjud bo'lib, uglerod va kislorod namuna yotqizilgan uglerod substratidan keladi. Elementlarning nisbati 3-jadvalda keltirilgan - Desulfovibrio sp ni etishtirishda olingan cho'kindilarning elementar tarkibi. A2 Cd ionlari (150 mg/l) ishtirokida 18 kun davomida (C va O elementlari namuna yotqizilgan substratdan kelib chiqadi).

Rentgen fazali tahlil yordamida yog'ingarchilikni o'rganishda 18 kun davomida kristalli kadmiy sulfidining hosil bo'lishi ko'rsatilgan (2-rasm - Cd ning boshlang'ich konsentratsiyasi (150 mg/l) mavjud bo'lganda Desulfovibrio sp. A2 ni yetishtirish natijasida olingan yog'ingarchilikning difraksion sxemasi. ) 18 kun davomida.Difraktsiya naqshidagi belgilar: CdS - kadmiy sulfid).

Inkubatsiya yo'li bilan inokulum qo'shilmagan holda olingan nazorat cho'kindilarida kristal faza kuzatilmadi va asosiy elementlar kadmiy va kislorod edi. Taklif etilayotgan usul konchilik va qayta ishlash metallurgiya korxonalarining oqova suvlari va suyuq chiqindilaridan kadmiy sulfid ishlab chiqarish uchun sintetik vosita sifatida foydalanish imkoniyatini o'z ichiga oladi.

1-jadval
Reaktiv	Konsentratsiya, mg/l
Na2SO4	4000

MgCl 2 6H 2 O	400

NaCl (25%)	0,0125*
FeSO 4 * 7H 2 O	2,1
N 3 IN 3	0,03
MnCl 2 *4H 2 O	0,1
CoCl 2 *6H 2 O	0,19
NiCl 2 *6H 2 O	0,024
CuCl 2 *2H 2 O	0,002
ZnSO 4 *7H 2 O	0,144
Na 2 MoO 4 * 2H 2 O	0,036
CuSO 4 * 7H 2 O	750
H2O	1 l
* - ml/l

jadval 2
Eritma (1 litr sintetik muhit uchun kiritilgan miqdor)
	Reaktiv	Diqqat

	4-aminobenzoy kislotasi	4 mg/l
	Biotin (vitamin H)	1 mg/l
	Nikotin kislotasi (vitamin B 5)	10 mg/l
1. Vitaminlar (2 ml/l)	Kaltsiy pantotenat (vitamin B 3)	5 mg/l
	Piridoksin dihidroxlorid (vitamin B 6)	15 mg/l
	Siyanokobalamin (Vitamin B 12)	5 mg/l
	Tiamin (vitamin B 1)	10 mg/l
	Riboflavin (vitamin B 2)	0,5 mg/l
	Foliy kislotasi	0,2 mg/l
	KH2PO4	20 g/l
	NH4Cl	25 g/l
2. Tuz eritmasi (10 ml/l)	NaCl	100 g/l
2. Tuz eritmasi (10 ml/l)	KCl	50 g/l
	CaCl2	11,3 g/l
	H2O	1 l
3. Kofaktorlarning eritmasi (1 ml/l)	NaOH	4 g/l
	Na 2 SeO 3 × 5H 2 O	6 mg/l
	Na 2 WO 4 × 2H 2 O	8 mg/l
4. Laktat eritmasi (1,6 ml/l)
	laktat	40%

5. Na 2 S eritmasi (2 ml/l)
	Na 2 S × 9H 2 O	4,8 g

3-jadval
Element	Og'irlik ulushi (Wt%)	Atom ulushi (% da)
FROM	7,56	15,1
O	2,75	4,1
Na	0,41	0,4
S	23,3	44,5
CD	64,7	35,4
Fe	1,28	0,5

TALAB

Sulfat kamaytiruvchi bakteriyalarni minerallar, shu jumladan vitaminlar, tuzlar, kofaktorlar eritmalari qoʻshilgan sintetik muhitga joylashtirish yoʻli bilan kristall kadmiy sulfid olish usuli boʻlib, yetishtirishda sulfat kamaytiruvchi bakteriyalar Desulfovibrio sp. A2, kadmiy ionlari manbai bo'lgan sintetik muhitdan foydalaning - kadmiy xlorid eritmasi va sintetik muhitda kadmiy ionlarining konsentratsiyasi 150 mg / l ni tashkil qiladi, alyuminiy folga esa madaniy idishga solinadi, etishtirish quyidagi joylarda amalga oshiriladi. 18 kun davomida 28 ° C haroratda va kadmiy sulfid kristallarini o'z ichiga olgan folga va flakonning pastki qismidan to'plangan cho'kma quritiladi.

An'anaviy ravishda kadmiy sulfid bo'yoq sifatida ishlatilgan. Buni Van Gog, Klod Mone, Metiss kabi buyuk rassomlarning rasmlarida ko'rish mumkin. So'nggi yillarda unga bo'lgan qiziqish kadmiy sulfidini quyosh xujayralari va fotosensitiv qurilmalar uchun kino qoplamasi sifatida ishlatish bilan bog'liq. Ushbu birikma ko'plab materiallar bilan yaxshi ohmik aloqa bilan tavsiflanadi. Uning qarshiligi oqimning kattaligi va yo'nalishiga bog'liq emas. Shu sababli, material optoelektronika, lazer texnologiyasi va LEDlarda foydalanish uchun istiqbolli.

umumiy tavsif

Kadmiy sulfid noorganik birikma bo'lib, u tabiatda noyob minerallar sinkblend va gaulit shaklida uchraydi. Ular sanoatni qiziqtirmaydi. Kadmiy sulfidning asosiy manbai sun'iy sintezdir.

Tashqi ko'rinishida bu birikma sariq rangli kukundir. Soyalar limondan to'q sariq-qizilgacha farq qilishi mumkin. Yorqin rangi va tashqi ta'sirlarga yuqori chidamliligi tufayli kadmiy sulfid yuqori sifatli bo'yoq sifatida ishlatilgan. Ushbu modda 18-asrdan beri keng tarqalgan.

Murakkabning kimyoviy formulasi CdS. U kristallarning 2 ta tuzilish shakliga ega: olti burchakli (vurtsit) va kubik (rux aralashmasi). Yuqori bosim ta'sirida tosh tuzi kabi uchinchi shakl ham hosil bo'ladi.

Kadmiy sulfid: xususiyatlari

Olti burchakli panjarali tuzilishga ega bo'lgan material quyidagi fizik-mexanik xususiyatlarga ega:

erish nuqtasi - 1475 ° S;
zichlik - 4824 kg / m 3;
chiziqli kengayish koeffitsienti - (4,1-6,5) mK -1;
Mohs shkalasi bo'yicha qattiqlik - 3,8;
sublimatsiya harorati - 980 ° S.

Ushbu birikma to'g'ridan-to'g'ri yarim o'tkazgichdir. Yorug'lik bilan nurlanganda uning o'tkazuvchanligi oshadi, bu materialni fotorezistor sifatida ishlatish imkonini beradi. Mis va alyuminiy bilan qotishganda, luminesans ta'siri kuzatiladi. CdS kristallari qattiq holatdagi lazerlarda ishlatilishi mumkin.

Kadmiy sulfidning suvda eruvchanligi yo'q, suyultirilgan kislotalarda u zaif, konsentrlangan xlorid va sulfat kislotada yaxshi. Shuningdek, u Cd ni yaxshi eritadi.

Bir modda quyidagi kimyoviy xususiyatlarga ega:

vodorod sulfidi yoki gidroksidi metallar eritmasi ta'sirida cho'kma hosil bo'ladi;
xlorid kislotasi bilan reaksiyaga kirishganda, CdCl 2 va vodorod sulfidi hosil bo'ladi;
kislorod ortiqcha bo'lgan atmosferada qizdirilganda u sulfat yoki oksidga oksidlanadi (bu pechdagi haroratga bog'liq).

Kvitansiya

Kadmiy sulfid bir necha usulda sintezlanadi:

kadmiy va oltingugurt bug'larining o'zaro ta'siri paytida;
organosulfur va kadmiy o'z ichiga olgan birikmalar reaktsiyasida;
H 2 S yoki Na 2 S ta'sirida eritmadan cho'kma.

Ushbu moddaga asoslangan filmlar maxsus usullar yordamida tayyorlanadi:

sulfid anionlari manbai sifatida tiokarbamiddan foydalangan holda kimyoviy yog'ingarchilik;
maydalash, keyin piroliz;
molekulyar nurli epitaksiya usuli, bunda kristallar vakuum ostida o'stiriladi;
sol-gel jarayoni natijasida;
ion purkash usuli;
anodizatsiya va elektroforez;
ekranni bosib chiqarish usuli.

Pigment hosil qilish uchun cho'kmaga tushgan qattiq kadmiy sulfid yuviladi, olti burchakli kristall panjara olish uchun kaltsiylanadi va keyin kukun holiga keltiriladi.

Ilova

Ushbu birikmaga asoslangan bo'yoqlar yuqori issiqlik va yorug'lik qarshiligiga ega. Selenid, kadmiy tellurid va simob sulfid qo'shimchalari kukun rangini yashil-sariq va qizil-binafsha rangga o'zgartirishga imkon beradi. Pigmentlar polimer mahsulotlarini ishlab chiqarishda qo'llaniladi.

Kadmiy sulfid uchun boshqa ilovalar mavjud:

elementar zarrachalarning, shu jumladan gamma nurlanishining detektorlari (magnitofonlari);
yupqa plyonkali tranzistorlar;
gigagertsli diapazonda ishlashga qodir piezoelektrik transduserlar;
tibbiyot va biologiyada lyuminestsent belgilar sifatida ishlatiladigan nanosimlar va naychalar ishlab chiqarish.

Kadmiy sulfidli quyosh panellari

Yupqa plyonkali quyosh panellari muqobil energiya sohasidagi so'nggi ixtirolardan biridir. Elektr energiyasi ishlab chiqarishda foydalaniladigan foydali qazilmalarning zahiralari tez tugaydi, chunki bu sanoatni rivojlantirish tobora dolzarb bo'lib bormoqda. Kadmiy sulfidiga asoslangan quyosh panellarining afzalliklari quyidagilardan iborat:

ularni ishlab chiqarishda kamroq moddiy xarajatlar;
quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirish samaradorligini oshirish (an'anaviy turdagi batareyalar uchun 8% dan CdS/CdTe uchun 15% gacha);
to'g'ridan-to'g'ri nurlar bo'lmaganda energiya ishlab chiqarish imkoniyati va tumanli joylarda, havoning chang miqdori yuqori bo'lgan joylarda batareyalardan foydalanish.

Quyosh batareyalarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan plyonkalar faqat 15-30 mikron qalinligiga ega. Ular granüler tuzilishga ega, ularning elementlarining o'lchami 1-5 mikron. Olimlarning fikricha, kelajakda nozik plyonkali batareyalar oddiy ish sharoitlari va uzoq xizmat muddati tufayli polikristalga muqobil bo'lishi mumkin.