Abstract

Phase equilibria in the system Zn–Fe–Ga–S were investigated by dry synthesis at 900° and 800°C using four elements (Zn,Fe, Ga, S) and four synthetic sulfides (ZnS, FeS, GaS, Ga2S3) as starting materials. A wide range of (Zn,Fe,Ga)1−xS solid-solutions exist in the central portion of the system at both temperatures. Other solid solutions are phase V, phase U, phase Z, phase W, and phase X. Phase V, previously described as a solid solution in the Zn–Ga–S ternary, extends into the Zn–Fe–Ga–S tetrahedron; its maximum iron content is 12.5 at.% at 900°C and 11.9 at.% at 800°C. Phase U does not contain iron; this is a solid solution in the system Zn–Ga–S only. Phases Z and W do not contain zinc; these are solid solutions in the system Ga–Fe–S. Phase X, GaS, and Ga2S3 have very small areas of solid solution in the Zn–Fe–Ga–S tetrahedron. Stable phases along the Zn–S join are zinc liquid, sulfur liquid, and ZnS (sphalerite structure); along the Ga–S join, they are gallium liquid, sulfur liquid, GaS, and Ga2S3; along the Fe–S join, they are α-iron, sulfur liquid, and pyrrhotite solid-solution; along the Zn–Ga join, they are zinc liquid and gallium liquid; along the Ga–Fe join, they are gallium liquid, α-iron, and alloy Y, and along the Fe–Zn join, they are α-iron, zinc liquid, and the γ phase. Zinc liquid contains more iron than gallium, and gallium liquid contains more zinc than iron.

Abstract

Nous avons étudié les équilibres de phase dans le système Zn–Fe–Ga–S par synthèses à sec à 900° et 800°C; les matériaux de départ étaient Zn, Fe, Ga et S, et quatre sulfures synthétiques, ZnS, FeS, GaS et Ga2S3. Un vaste champ de stabilité de la solution solide (Zn,Fe,Ga)1−xS existe dans la partie centrale du système aux deux températures. Les autres solutions solides sont les phases V, U, Z, W, et X. La phase V, décrite antérieurement comme solution solide dans le système ternaire Zn–Ga–S, se prolonge dans le tétraèdre Zn–Fe–Ga–S; sa teneur maximale en fer est de 12.5 at.% à 900°C et 11.9 at.% à 800°C. La phase U ne contient pas de fer; il s’agit d’une solution solide dans le système Zn–Ga–S seulement. Les phases Z et W ne contiennent pas de zinc; elles sont donc des solutions solides dans le système Ga–Fe–S. Les phases X, GaS, et Ga2S3 varient de façon très restreinte en solution solide dans le tétraèdre Zn–Fe–Ga–S. Les phases stables dans le système binaire Zn–S sont zinc liquide, soufre liquide et ZnS (structure de la sphalérite); dans le système binaire Ga–S, elles sont gallium liquide, soufre liquide, GaS et Ga2S3; dans le système binaire Fe–S, elles sont fer-α, soufre liquide, et pyrrhotite (solution solide); dans le système binaire Zn–Ga, elles sont zinc liquide et gallium liquide; dans le système binaire Ga–Fe, elles sont gallium liquide, fer-α et l’alliage Y, et dans le système binaire Fe–Zn, elles sont fer-α, zinc liquide et la phase γ. Le zinc liquide contient plus de fer que de gallium, et le gallium liquide contient plus de zinc que de fer.

(Traduit par la Rédaction)

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