Tradicionalisht, sulfuri i kadmiumit përdorej si ngjyrues. Mund të shihet në kanavacat e artistëve të tillë të mëdhenj si Van Gogh, Claude Monet, Matisse. Vitet e fundit, interesi për të është i lidhur me përdorimin e sulfurit të kadmiumit si një shtresë filmi për qelizat diellore dhe në pajisjet fotosensitive. Kjo përbërje karakterizohet nga kontakti i mirë omik me shumë materiale. Rezistenca e saj nuk varet nga madhësia dhe drejtimi i rrymës. Për shkak të kësaj, materiali është premtues për përdorim në optoelektronikë, teknologji lazer dhe LED.
Përshkrim i përgjithshëm
Sulfidi i kadmiumit është një përbërës inorganik që gjendet natyrshëm si minerale të rralla përzierje zinku dhe howliite. Ata nuk janë me interes për industrinë. Burimi kryesor i sulfurit të kadmiumit është sinteza artificiale.
Në pamje, ky përbërës është një pluhur i verdhë. Nuancat mund të ndryshojnë nga limoni në të kuqe portokalli. Për shkak të ngjyrës së tij të ndritshme dhe rezistencës së lartë ndaj ndikimeve të jashtme, sulfuri i kadmiumit është përdorur si një cilësi e lartë.bojë. Substanca ka qenë gjerësisht e disponueshme që nga shekulli i 18-të.
Formula kimike e përbërjes është CdS. Ka 2 forma strukturore të kristaleve: gjashtëkëndor (wurtzite) dhe kub (përzierje zinku). Nën ndikimin e presionit të lartë, formohet edhe një formë e tretë, si kripa guri.
Vetitë e sulfurit të kadmiumit
Një material me një strukturë grilë gjashtëkëndore ka këto veti fizike dhe mekanike:
- pika e shkrirjes - 1475 °С;
- densitet - 4824 kg/m3;
- koeficienti i zgjerimit linear – (4, 1-6, 5) mkK-1;
- Fortësia Mohs - 3, 8;
- temperatura e sublimimit - 980 °C.
Ky përbërje është një gjysmëpërçues i drejtpërdrejtë. Kur rrezatohet me dritë, përçueshmëria e tij rritet, gjë që bën të mundur përdorimin e materialit si fotorezistencë. Kur lidhet me bakër dhe alumin, vërehet efekti i lumineshencës. Kristalet CdS mund të përdoren në lazer në gjendje të ngurtë.
Tretshmëria e sulfurit të kadmiumit në ujë mungon, në acidet e holluara është e dobët, në acidin klorhidrik dhe sulfurik të përqendruar është e mirë. Ai gjithashtu tret mirë Cd-në.
Vetitë kimike të mëposhtme janë karakteristike për një substancë:
- precipiton kur ekspozohet ndaj një tretësire të sulfurit të hidrogjenit ose metaleve alkali;
- reagimi me acid klorhidrik prodhon CdCl2 dhe sulfid hidrogjeni;
- kur nxehet në një atmosferë me oksigjen të tepërt, oksidohet në sulfatose oksid (kjo varet nga temperatura në furrë).
Merr
Sulfidi i kadmiumit sintetizohet në disa mënyra:
- kur ndërveproni me avujt e kadmiumit dhe squfurit;
- në reaksionin e squfurit organik dhe komponimeve që përmbajnë kadmium;
- reshje nga solucioni nën ndikimin e H2S ose Na2S. S.
Filmat e bazuar në këtë substancë bëhen duke përdorur metoda speciale:
- nga precipitimi kimik duke përdorur tiokarbamidin si burim të anioneve sulfide;
- pluhurizim i ndjekur nga piroliza;
- metoda e epitaksisë së rrezes molekulare, në të cilën kristalet rriten nën vakum;
- si rezultat i procesit sol-gel;
- me metodën e spërkatjes;
- anodizimi dhe elektroforeza;
- me metodën e printimit me ekran.
Për të bërë pigmentin, sulfuri i ngurtë i precipituar i kadmiumit lahet, kalcinohet për të marrë një rrjetë kristali gjashtëkëndor dhe më pas bluhet në një pluhur.
Aplikacion
Ngjyrat e bazuara në këtë përbërje kanë rezistencë të lartë termike dhe ndaj dritës. Aditivët e selenidit, teluridit të kadmiumit dhe sulfurit të merkurit bëjnë të mundur ndryshimin e ngjyrës së pluhurit në jeshile-verdhë dhe të kuqe-vjollcë. Pigmentet përdoren në prodhimin e produkteve polimer.
Ka përdorime të tjera për sulfidin e kadmiumit:
- detektorë (regjistrues) të grimcave elementare, duke përfshirë gamarrezatimi;
- tranzistorë me shtresë të hollë;
- transduktorë piezoelektrikë të aftë për të vepruar në brezin GHz;
- prodhimi i nanotelave dhe tubave që përdoren si etiketa lumineshente në mjekësi dhe biologji.
Qeliza diellore me sulfid kadmiumi
Panelet diellore me shtresë të hollë janë një nga shpikjet më të fundit në energjinë alternative. Zhvillimi i kësaj industrie po bëhet gjithnjë e më urgjent, pasi rezervat e mineraleve që përdoren për prodhimin e energjisë elektrike po shterohen me shpejtësi. Përparësitë e qelizave diellore të sulfurit të kadmiumit janë si më poshtë:
- kosto më të ulëta materiale në prodhimin e tyre;
- rritja e efikasitetit të konvertimit të energjisë diellore në energji elektrike (nga 8% për llojet tradicionale të baterive në 15% për CdS/CdTe);
- mundësia e prodhimit të energjisë në mungesë të rrezeve direkte dhe përdorimit të baterive në zona me mjegull, në vende me ndotje të lartë të ajrit.
Filmat e përdorur për prodhimin e qelizave diellore janë vetëm 15-30 mikron të trashë. Ato kanë një strukturë kokrrizore, madhësia e elementeve të së cilës është 1-5 mikron. Shkencëtarët besojnë se bateritë me shtresë të hollë mund të bëhen një alternativë ndaj baterive polikristaline në të ardhmen për shkak të kushteve të tyre jo modeste të funksionimit dhe jetëgjatësisë së gjatë të shërbimit.
