تقليل الاكسدة من خلال التحضير متعدد التقنيات: تأثير ذلك على نقاء الطور في سبائك الحديد-الانتيمون باستخدام حيود الاشعة السينية ودراسة البنية المجهرية
DOI:
https://doi.org/10.37375/susj.v15i2.3721الكلمات المفتاحية:
سبائك الحديد-الانتيمون، نقاء الاطوار، التحكم في الاكسدة، حيود الاشعة السينية، تحليل البنية المجهريةالملخص
في هذه الدراسة، تم تحضير عينات سبائك Fe-Sb باستخدام تقنيات مختلفة بهدف تقليل الأكسدة وتعزيز نقاء الطور، فقد تم تحضير العينات S1 و S2 في فرن أنبوبي بوجود النيتروجين، بينما تم تحضير العينة S3 باستخدام طريقة التسخين الكهربائي في الفراغ. أظهر تحليل حيود الأشعة السينية (XRD) تركيبة متعددة الأطوار، حيث برز FeSb₂ كأحد الأطوار السائدة في العينة S3. تم تحديد اطوار ثانوية مثل Sb ، وFe ، وكمية ضئيلة من Sb2O3 أيضًا. أكدت نتائج المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) وطيف الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) العلاقة بين بيئة التحضير مع كلا من درجة الأكسدة والتجانس المجهري. التحضير القائم على الفراغ للعينة S3 قلل بشكل فعال من دمج الأكسجين، مما أدى إلى تحسين تكوين الطور وسلامة الهيكل، وتشير هذه النتائج إلى أن التحضير المنضبط في ظروف الفراغ ضروري لتحسين أنظمة سبائك Fe-Sb، خاصة عند استهداف الأطوار البينية مثل FeSb₂ مع الحد الأدنى من تلوث الأكسيد.
المراجع
Bentien, A., Johnsen, S., Madsen, G. K. H., Iversen, B. B., and Steglich, F. (2007). Colossal Seebeck coefficient in strongly correlated semiconductor FeSb2. EPL (Europhysics Letters), 80(1), 17008. https://doi.org/10.1209/0295-5075/80/17008
Du, Q., Wu, L., Cao, H., Kang, C., Nelson, C., Pascut, G. L., Besara, T., Siegrist, T., Haule, K., Kotliar, G., Zaliznyak, I., Zhu, Y., and Petrovic, C. (2021). Vacancy defect control of colossal thermopower in FeSb2. Npj Quantum Materials, 6(1). https://doi.org/10.1038/s41535-020-00308-z
Saleemi, M., Tafti, M. Y., Jacquot, A., Jägle, M., Johnsson, M., and Toprak, M. S. (2016). Chemical synthesis of iron antimonide (FeSb2) and its thermoelectric properties. Inorganic Chemistry, 55(4), 1831–1836. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.5b02658
Petrovic, C., Kim, J. W., Bud’ko, S. L., Goldman, A. I., Canfield, P. C., Choe, W., & Miller, G. J. (2003). Anisotropy and large magnetoresistance in the narrow-gap semiconductor FeSb2. Physical Review. B, Condensed Matter, 67(15). https://doi.org/10.1103/physrevb.67.155205
Petrovic, C., Lee, Y., Vogt, T., Lazarov, N., Bud’ko, S., and Canfield, P. (2005). Kondo insulator description of spin state transition in FeSb2. Physical Review B, 72(4). https://doi.org/10.1103/physrevb.72.045103
Cadeville, M. C., and Mirebeau, I. (1983). Magnetic and static lattice perturbation in dilute FeSb alloys from diffuse scattering of unpolarised and polarised neutrons. Journal of Physics F Metal Physics, 13(12), 2449–2463. https://doi.org/10.1088/0305-4608/13/12/006
Zhu, Z., Su, X., Yin, F., Tu, H., and Wu, C. (2009). 450°C isothermal section of the Zn–Fe–Sb ternary phase diagram. Journal of Alloys and Compounds, 490(1–2), 541–547. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2009.10.077
Kumari, L., Li, W., Huang, J. Y., and Provencio, P. P. (2010). Nanosize Transition Metal Antimonides, NISB and FeSb2: Solvothermal synthesis and Characterization. The Journal of Physical Chemistry C, 114(21), 9573–9579. https://doi.org/10.1021/jp9110053
Abbassi, L., Mesguich, D., Coulomb, L., Chevallier, G., Aries, R., Estournès, C., Flahaut, E., Viennois, R., and Beaudhuin, M. (2022). In-situ reactive synthesis of dense nanostructured β-FeSi2 by Spark Plasma Sintering. Journal of Alloys and Compounds, 902, 163683. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2022.163683
Fayez, T. M., Zeyara, W. a. M., Salem, F. M. A., Malek, H. M. A., and Ahmed, M. M. A. (2018). Time dependence of the resistivity of the Fe-Sb system at room temperature. The International Journal of Physics, 6(2), 30–32. https://doi.org/10.12691/ijp-6-2-1
Tomczak, J. M. (2018). Thermoelectricity in correlated narrow-gap semiconductors. Journal of Physics Condensed Matter, 30(18), 183001. https://doi.org/10.1088/1361-648x/aab284
Safaie, N., Khakbiz, M., Sheibani, S., and Bagha, P. S. (2015). Synthesizing of nanostructured Fe-Mn alloys by mechanical alloying process. Procedia Materials Science, 11, 381–385. https://doi.org/10.1016/j.mspro.2015.11.134
Sun, Y., Liu, J., Fan, X., Li, Y., and Peng, W. (2023). Synthesis and application of iron sulfide−based materials to activate persulfates for wastewater remediation: a review. Frontiers in Environmental Science, 11. https://doi.org/10.3389/fenvs.2023.1212355
Duan, Y., and Sun, J. (2023). Preparation of Iron-Based sulfides and their applications in biomedical fields. Biomimetics, 8(2), 177. https://doi.org/10.3390/biomimetics8020177
Qi, W., Guo, S., Sun, H., Liu, Q., Hu, H., Liu, P., Lin, W., & Zhang, M. (2022). Synthesis and characterization of Sb2O3 nanoparticles by liquid phase method under acidic condition. Journal of Crystal Growth, 588, 126642. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2022.126642
Validžić, I. L., Abazović, N. D., Mitrić, M., Lalić, M. V., Popović, Z. S., & Vukajlović, F. R. (2012). Novel organo-colloidal synthesis, optical properties, and structural analysis of antimony sesquioxide nanoparticles. Journal of Nanoparticle Research, 15(1). https://doi.org/10.1007/s11051-012-1347-x
Jabeen, S., Veg, E., Bala, S., & Khan, T. (2024). Synthesis, Characterization, and Photocatalytic Activity of Sb2O3 Nanoparticles: A Step towards Environmental Sustainability. Eng. Proc. 2024, 67(1), 8, 8. https://doi.org/10.3390/engproc2024067008
