Tradisyunal, ginagamit ang cadmium sulfide bilang pangkulay. Makikita ito sa mga canvases ng mga magagaling na artista gaya nina Van Gogh, Claude Monet, Matisse. Sa mga nagdaang taon, ang interes dito ay nauugnay sa paggamit ng cadmium sulfide bilang isang film coating para sa mga solar cell at sa mga photosensitive na aparato. Ang tambalang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng magandang ohmic contact sa maraming materyales. Ang paglaban nito ay hindi nakasalalay sa magnitude at direksyon ng kasalukuyang. Dahil dito, ang materyal ay promising para sa paggamit sa optoelectronics, laser technology, at LEDs.
Pangkalahatang Paglalarawan
Ang Cadmium sulfide ay isang inorganic na compound na natural na nangyayari bilang mga pambihirang mineral na zinc blende at howliite. Wala silang interes sa industriya. Ang pangunahing pinagmumulan ng cadmium sulfide ay artipisyal na synthesis.
Sa hitsura, ang tambalang ito ay isang dilaw na pulbos. Maaaring mag-iba ang mga shade mula sa lemon hanggang orange-red. Dahil sa maliwanag na kulay nito at mataas na pagtutol sa mga panlabas na impluwensya, ang cadmium sulfide ay ginamit bilang isang mataas na kalidadpangkulay. Ang sangkap ay malawak na magagamit mula noong ika-18 siglo.
Ang chemical formula ng compound ay CdS. Mayroon itong 2 istrukturang anyo ng mga kristal: hexagonal (wurtzite) at kubiko (zinc blende). Sa ilalim ng impluwensya ng mataas na presyon, nabuo din ang ikatlong anyo, tulad ng rock s alt.
Cadmium sulfide properties
Ang isang materyal na may istrukturang hexagonal na sala-sala ay may mga sumusunod na pisikal at mekanikal na katangian:
- melting point - 1475 °С;
- density - 4824 kg/m3;
- linear expansion coefficient – (4, 1-6, 5) mkK-1;
- Mohs hardness - 3, 8;
- temperatura ng sublimation - 980 °C.
Ang tambalang ito ay isang direktang semiconductor. Kapag na-irradiated ng liwanag, tumataas ang conductivity nito, na ginagawang posible na gamitin ang materyal bilang isang photoresistor. Kapag pinagsama sa tanso at aluminyo, ang epekto ng luminescence ay sinusunod. Maaaring gamitin ang mga kristal na CdS sa mga solid-state na laser.
Ang solubility ng cadmium sulfide sa tubig ay wala, sa dilute acids ito ay mahina, sa concentrated hydrochloric at sulfuric acid ito ay mabuti. Natutunaw din nito nang mabuti ang Cd.
Ang mga sumusunod na kemikal na katangian ay katangian ng isang sangkap:
- namuo kapag nalantad sa isang solusyon ng hydrogen sulfide o alkali na mga metal;
- pagreaksyon sa hydrochloric acid ay gumagawa ng CdCl2 at hydrogen sulfide;
- kapag pinainit sa isang kapaligiran na may labis na oxygen, nag-o-oxidize ito sa sulfateo oxide (depende ito sa temperatura sa hurno).
Matanggap
Cadmium sulfide ay na-synthesize sa ilang paraan:
- kapag nakikipag-ugnayan sa mga singaw ng cadmium at sulfur;
- sa reaksyon ng organosulfur at mga compound na naglalaman ng cadmium;
- precipitation mula sa solusyon sa ilalim ng impluwensya ng H2S o Na2S.
Ang mga pelikulang batay sa sangkap na ito ay ginawa gamit ang mga espesyal na pamamaraan:
- sa pamamagitan ng kemikal na pag-ulan gamit ang thiocarbamide bilang pinagmumulan ng mga sulfide anion;
- pulberisasyon na sinusundan ng pyrolysis;
- paraan ng molecular beam epitaxy, kung saan lumalago ang mga kristal sa ilalim ng vacuum;
- bilang resulta ng proseso ng sol-gel;
- sa pamamagitan ng sputtering method;
- anodizing at electrophoresis;
- sa pamamagitan ng paraan ng screen printing.
Upang gawin ang pigment, ang precipitated solid cadmium sulfide ay hinuhugasan, calcined para makakuha ng hexagonal crystal lattice, at pagkatapos ay dinidikdik hanggang sa pulbos.
Application
Ang mga tina batay sa tambalang ito ay may mataas na thermal at light resistance. Ginagawang posible ng mga additives ng selenide, cadmium telluride at mercury sulfide na baguhin ang kulay ng pulbos sa berde-dilaw at pula-lila. Ginagamit ang mga pigment sa paggawa ng mga produktong polymer.
May iba pang gamit para sa cadmium sulfide:
- detector (recorder) ng mga elementary particle, kabilang ang gammaradiation;
- thin-film transistors;
- piezoelectric transducers na may kakayahang gumana sa GHz band;
- paggawa ng mga nanowire at tubo na ginagamit bilang mga luminescent na label sa medisina at biology.
Cadmium sulfide solar cells
Ang Thin-film solar panels ay isa sa mga pinakabagong imbensyon sa alternatibong enerhiya. Ang pag-unlad ng industriyang ito ay nagiging mas kagyat, dahil ang mga reserba ng mineral na ginagamit sa pagbuo ng kuryente ay mabilis na nauubos. Ang mga bentahe ng cadmium sulfide solar cells ay ang mga sumusunod:
- mas mababang gastos sa materyal sa kanilang paggawa;
- pagtaas ng kahusayan ng pag-convert ng solar energy sa elektrikal na enerhiya (mula 8% para sa mga tradisyonal na uri ng mga baterya hanggang 15% para sa CdS/CdTe);
- posibilidad ng pagbuo ng kuryente sa kawalan ng direktang sinag at paggamit ng mga baterya sa mahamog na lugar, sa mga lugar na may mataas na polusyon sa hangin.
Ang mga pelikulang ginamit sa paggawa ng mga solar cell ay 15-30 microns lamang ang kapal. Mayroon silang butil-butil na istraktura, ang laki ng mga elemento kung saan ay 1-5 microns. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang mga thin-film na baterya ay maaaring maging alternatibo sa mga polycrystalline na baterya sa hinaharap dahil sa hindi mapagpanggap na kondisyon ng pagpapatakbo nito at mahabang buhay ng serbisyo.
