Tradisioneel is kadmiumsulfied as 'n kleurstof gebruik. Dit kan gesien word op die doeke van sulke groot kunstenaars soos Van Gogh, Claude Monet, Matisse. In onlangse jare word belangstelling daarin geassosieer met die gebruik van kadmiumsulfied as 'n filmbedekking vir sonselle en in fotosensitiewe toestelle. Hierdie verbinding word gekenmerk deur goeie ohmiese kontak met baie materiale. Die weerstand daarvan hang nie af van die grootte en rigting van die stroom nie. As gevolg hiervan is die materiaal belowend vir gebruik in opto-elektronika, lasertegnologie en LED's.
Algemene beskrywing
Kadmiumsulfied is 'n anorganiese verbinding wat natuurlik voorkom as die seldsame minerale sinkmengsel en howliet. Hulle is van geen belang vir die bedryf nie. Die hoofbron van kadmiumsulfied is kunsmatige sintese.
In voorkoms is hierdie verbinding 'n geel poeier. Skakerings kan wissel van suurlemoen tot oranjerooi. As gevolg van sy helder kleur en hoë weerstand teen eksterne invloede, is kadmiumsulfied as 'n hoë kwaliteit gebruikkleurstof. Die stof is wyd beskikbaar sedert die 18de eeu.
Die chemiese formule van die verbinding is CdS. Dit het 2 strukturele vorms van kristalle: seskantig (wurtziet) en kubies (sinkmengsel). Onder die invloed van hoë druk word 'n derde vorm ook gevorm, soos rotssout.
Kadmiumsulfied-eienskappe
'n Materiaal met 'n seskantige roosterstruktuur het die volgende fisiese en meganiese eienskappe:
- smeltpunt - 1475 °С;
- digtheid - 4824 kg/m3;
- lineêre uitbreidingskoëffisiënt – (4, 1-6, 5) mkK-1;
- Mohs hardheid - 3, 8;
- sublimasietemperatuur - 980 °C.
Hierdie verbinding is 'n direkte halfgeleier. Wanneer dit met lig bestraal word, neem die geleidingsvermoë daarvan toe, wat dit moontlik maak om die materiaal as 'n fotoweerstand te gebruik. Wanneer dit met koper en aluminium gelegeer word, word die effek van luminessensie waargeneem. CdS-kristalle kan in vastestoflasers gebruik word.
Die oplosbaarheid van kadmiumsulfied in water is afwesig, in verdunde sure is dit swak, in gekonsentreerde soutsuur en swaelsuur is dit goed. Dit los Cd ook goed op.
Die volgende chemiese eienskappe is kenmerkend van 'n stof:
- presipiteer wanneer dit aan 'n oplossing van waterstofsulfied of alkalimetale blootgestel word;
- reaksie met soutsuur produseer CdCl2 en waterstofsulfied;
- wanneer dit in 'n atmosfeer met oormaat suurstof verhit word, oksideer dit tot sulfaatof oksied (dit hang af van die temperatuur in die oond).
Ontvang
Kadmiumsulfied word op verskeie maniere gesintetiseer:
- wanneer interaksie met dampe van kadmium en swael is;
- in die reaksie van organoswael en kadmium-bevattende verbindings;
- presipitasie van oplossing onder die invloed van H2S of Na2S.
Flieks wat op hierdie stof gebaseer is, word met spesiale metodes gemaak:
- deur chemiese neerslag deur gebruik te maak van tiokarbamid as 'n bron van sulfied-anione;
- pulverisering gevolg deur pirolise;
- metode van molekulêre bundelepitaksie, waarin kristalle onder vakuum gegroei word;
- as gevolg van die sol-gel proses;
- met sputtermetode;
- anodisering en elektroforese;
- volgens skermdrukmetode.
Om die pigment te maak, word die gepresipiteerde vaste kadmiumsulfied gewas, gekalsineer om 'n seskantige kristalrooster te verkry, en dan tot 'n poeier gemaal.
Aansoek
Kleurstowwe gebaseer op hierdie verbinding het hoë termiese en ligte weerstand. Bymiddels van selenied, kadmiumtelluried en kwiksulfied maak dit moontlik om die kleur van die poeier na groen-geel en rooi-violet te verander. Pigmente word gebruik in die vervaardiging van polimeerprodukte.
Daar is ander gebruike vir kadmiumsulfied:
- verklikkers (opnemers) van elementêre deeltjies, insluitend gammabestraling;
- dunfilm-transistors;
- piëzo-elektriese omskakelaars wat in die GHz-band kan werk;
- vervaardiging van nanodrade en buise wat as luminescerende etikette in medisyne en biologie gebruik word.
Kadmiumsulfied-sonselle
Dunfilm sonpanele is een van die nuutste uitvindings in alternatiewe energie. Die ontwikkeling van hierdie bedryf word al hoe meer dringend, aangesien die reserwes van minerale wat gebruik word om elektrisiteit op te wek, vinnig uitgeput is. Die voordele van kadmiumsulfied sonselle is soos volg:
- laer materiaalkoste in hul vervaardiging;
- verhoging van die doeltreffendheid van die omskakeling van sonenergie in elektriese energie (van 8% vir tradisionele tipes batterye tot 15% vir CdS/CdTe);
- moontlikheid van kragopwekking in die afwesigheid van direkte strale en die gebruik van batterye in mistige gebiede, op plekke met hoë lugbesoedeling.
Films wat gebruik word om sonselle te maak, is net 15-30 mikron dik. Hulle het 'n korrelstruktuur waarvan die grootte van die elemente 1-5 mikron is. Wetenskaplikes glo dat dunfilmbatterye in die toekoms 'n alternatief vir polikristallyne batterye kan word weens hul onpretensieuse bedryfstoestande en lang dienslewe.
