Phase equilibria in the sections InSe-PbSe and ln₂Se₃-PbSe of the ternary system Pb-ln-Se

¹ LPMS, cc03, université Montpellier II, 34095 Montpellier cedex, France.
² Laboratoire de chimie du solide minéral, faculté des sciences, Oujda, Maroc.

Abstract

Four phases [α(H), α(R), β(R) and γ(H)], with a composition In₂Se₃, were isolated and their transition temperature determined prior to the study of the phase equilibrium in the section In₂Se₃-PbSe. Two cross sections of the ternary Pb-ln-Se: InSe-PbSe and In₂Se₃-PbSe were studied using thermal analysis, X-ray diffraction crystallography and micrographie observations. They are both quasi- binary sections.

The first one is an eutectic type diagram with an horizontal line at 572°C. The solubility limits are estimated to be 1 and 80 mol% PbSe at this temperature.

The second section is more complicated. It shows a large solid solution based on PbIn₂Se₄ (50 mol% PbSe). In addition to the different In₂Se₃ phases, two new ternary compounds have been evidenced in the diagram: Pb₃Inl₄Se₂₄ (30 mol% PbSe), stable between 695 and 715°C and Pb₂In₆Sell (40 mol% PbSe) which decomposes peritectically at temperature of 685°C. All these phases have been synthetized, including boundary solid solutions and crystallographically characterized.

Résumé

Quatre phases (α(H), α(R), β(R) et γ(H)) de composition In₂Se₃ et de structures différentes ont été isolées et identifiées. Leurs domaines d'existence ont été précisés en préalable à l'étude de la section In₂Se₃-PbSe. Les deux coupes InSe-PbSe et In₂Se₃-PbSe ont été étudiées par analyse thermique différentielle et radiocristallographie.

Le diagramme d'équilibre InSe-PbSe est de type eutectique. L'invariant est à 572°C. A cette température, les solutions solides terminales sont respectivement de composition let 80 mol % de PbSe.

Le diagramme In2Se3-PbSe est plus complexe. Il se caractérise par la présence d'un large domaine de solution solide autour de la composition PbIn₂Se₄ (50 mol% PbSe). Outre les différentes phases de composition In2Se3, deux phases de composition Pb₃In₁₄Se₂₄ (30 mol%PbSe) et Pb₂In₆Se₁₁ (40 mol% PbSe) sont identifiées; la première est stable entre 695 et 715°C, tandis que la seconde se décompose de façon non congruente à 685°C. Elles ont été isolées et identifiées par leur caractéristiques cristallographiques.