Ənənəvi olaraq, boya kimi kadmium sulfid istifadə olunurdu. Bunu Van Qoq, Klod Monet, Matiss kimi böyük rəssamların rəsmlərində görmək olar. Son illərdə ona olan maraq kadmium sulfidinin günəş hüceyrələri üçün film örtüyü kimi və işığa həssas cihazlarda istifadəsi ilə əlaqələndirilir. Bu birləşmə bir çox materialla yaxşı ohmik əlaqə ilə xarakterizə olunur. Onun müqaviməti cərəyanın böyüklüyündən və istiqamətindən asılı deyil. Buna görə material optoelektronika, lazer texnologiyası və LED-lərdə istifadə üçün perspektivlidir.
Ümumi Təsvir
Kadmium sulfid təbii olaraq nadir minerallar sink qarışığı və Howliit kimi meydana gələn qeyri-üzvi birləşmədir. Onlar sənaye üçün maraqlı deyil. Kadmium sulfidinin əsas mənbəyi süni sintezdir.
Görünüşdə bu birləşmə sarı rəngli tozdur. Kölgələr limondan narıncı-qırmızıya qədər dəyişə bilər. Parlaq rəngi və xarici təsirlərə qarşı yüksək müqaviməti sayəsində kadmium sulfid yüksək keyfiyyət kimi istifadə edilmişdir.boya. Maddə 18-ci əsrdən bəri geniş şəkildə mövcuddur.
Birləşmənin kimyəvi formulu CdS-dir. Kristalların 2 struktur formasına malikdir: altıbucaqlı (vurtsit) və kubik (sink qarışığı). Yüksək təzyiqin təsiri altında qaya duzu kimi üçüncü forma da əmələ gəlir.
Kadmium sulfid xüsusiyyətləri
Altıbucaqlı qəfəs quruluşu olan material aşağıdakı fiziki və mexaniki xüsusiyyətlərə malikdir:
- ərimə nöqtəsi - 1475 °С;
- sıxlıq - 4824 kq/m3;
- xətti genişlənmə əmsalı – (4, 1-6, 5) mkK-1;
- Mohs sərtliyi - 3, 8;
- sublimasiya temperaturu - 980 °C.
Bu birləşmə birbaşa yarımkeçiricidir. İşıqla şüalandıqda onun keçiriciliyi artır, bu da materialı fotorezistor kimi istifadə etməyə imkan verir. Mis və alüminium ilə ərintilərdə lüminesans effekti müşahidə olunur. CdS kristalları bərk vəziyyətdə olan lazerlərdə istifadə edilə bilər.
Kadmium sulfidin suda həllolma qabiliyyəti yoxdur, seyreltilmiş turşularda zəif, konsentratlı xlorid və sulfat turşusunda yaxşıdır. O, həmçinin CD-ni yaxşı həll edir.
Aşağıdakı kimyəvi xüsusiyyətlər maddə üçün xarakterikdir:
- hidrogen sulfid və ya qələvi metalların məhluluna məruz qaldıqda çökür;
- xlorid turşusu ilə reaksiya verdikdə CdCl2 və hidrogen sulfid əmələ gətirir;
- həddindən artıq oksigenli atmosferdə qızdırıldıqda sulfata oksidləşir.və ya oksid (bu, sobadakı temperaturdan asılıdır).
Alın
Kadmium sulfid bir neçə yolla sintez olunur:
- kadmium və kükürd buxarları ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda;
- üzvi kükürd və kadmium tərkibli birləşmələrin reaksiyasında;
- H2S və ya Na2S təsiri altında məhluldan çökmə.
Bu maddə əsasında filmlər xüsusi üsullarla hazırlanır:
- sulfid anionlarının mənbəyi kimi tiokarbamiddən istifadə etməklə kimyəvi çökmə yolu ilə;
- pulverizasiya, ardınca piroliz;
- kristalların vakuum altında yetişdirildiyi molekulyar şüa epitaksisi üsulu;
- sol-gel prosesi nəticəsində;
- püskürtmə üsulu ilə;
- anodizasiya və elektroforez;
- ekran çap üsulu ilə.
Piqment hazırlamaq üçün çökdürülmüş bərk kadmium sulfid yuyulur, altıbucaqlı kristal qəfəs əldə etmək üçün kalsine edilir və sonra toz halına salınır.
Tətbiq
Bu birləşməyə əsaslanan boyalar yüksək istilik və işığa davamlıdır. Selenid, kadmium tellurid və civə sulfid əlavələri tozun rəngini yaşıl-sarı və qırmızı-bənövşəyi rəngə dəyişdirməyə imkan verir. Piqmentlər polimer məhsulların istehsalında istifadə olunur.
Kadmium sulfid üçün başqa istifadələr də var:
- elementar hissəciklərin detektorları (qeydiyyatçıları), o cümlədən qammaradiasiya;
- nazik filmli tranzistorlar;
- GHz diapazonunda işləyə bilən piezoelektrik çeviricilər;
- tibb və biologiyada lüminessent etiket kimi istifadə edilən nanotellərin və boruların istehsalı.
Kadmium sulfid günəş hüceyrələri
Nazik təbəqəli günəş panelləri alternativ enerji sahəsində ən son ixtiralardan biridir. Bu sənayenin inkişafı getdikcə daha aktuallaşır, çünki elektrik enerjisi istehsal etmək üçün istifadə olunan faydalı qazıntıların ehtiyatları sürətlə tükənir. Kadmium sulfid günəş batareyalarının üstünlükləri aşağıdakılardır:
- onların istehsalında daha az material xərcləri;
- günəş enerjisinin elektrik enerjisinə çevrilməsinin səmərəliliyinin artırılması (ənənəvi batareya növləri üçün 8%-dən CdS/CdTe üçün 15%-ə qədər);
- birbaşa şüalar olmadıqda enerji istehsalı imkanı və dumanlı ərazilərdə, havanın çox çirkli olduğu yerlərdə batareyalardan istifadə.
Günəş batareyaları hazırlamaq üçün istifadə olunan filmlərin qalınlığı cəmi 15-30 mikrondur. Elementlərinin ölçüsü 1-5 mikron olan dənəvər bir quruluşa malikdirlər. Alimlər hesab edirlər ki, nazik təbəqəli batareyalar iddiasız iş şəraitinə və uzun xidmət müddətinə görə gələcəkdə polikristal batareyalara alternativ ola bilər.
