Мікротвердість монокристалів твердих розчинів Ag7+x(P1-xGex)S6

Abstract

Суперіонні провідники володіють рядом важливих характеристик та застосувань, які роблять їх важливими в сфері матеріалознавства, наукових, технологічних та промислових галузях. В той же час при розробці та аналізі властивостей нових матеріалів для оптимізації їх складу і обробки матеріалу обов’язковими є відомості про мікротвердість. Це важливо для забезпечення стабільності та ефективності пристроїв у тривалий період часу. У даній роботі представлено дослідження мікротвердості монокристалічних зразків твердих розчинів Ag7+x(P1- xGex)S6 (x =0; 0.1; 0.25; 0.33; 0.5; 0.75; 1). Для всіх досліджуваних зразків спостерігається зменшення значень мікротвердості H при зростанні навантаження P, що вказує на присутність прямого розмірного ефекту. Мікротвердість монокристалічних зразків також описано в межах PSR моделі, результати якої також вказують на наявність прямого розмірного ефекту. Розраховані в межах PSR (proportional specimen resistance) моделі значення власної твердості H0 для твердих розчинів Ag7+x(P1-xGex)S6 (x =0; 0.1; 0.25; 0.33; 0.5; 0.75; 1) становлять: 903.1 Н/мм2 (х=0), 997.7 Н/мм2 (х=0.1), 990.2 Н/мм2 (х=0.25), 1019.9 Н/мм2 (х=0.33), 1053.3 Н/мм2 х=0.5), 1097.8 Н/мм2 (х=0.75), 1081.1 Н/мм2 (х=0.1). Для оцінки впливу прямого розмірного ефекту використано закон Мейера. Для досліджуваних твердих розчинів Ag7+x(P1-xGex)S6 значення індексу Мейєра знаходяться у межах n = 1.72 ÷ 1.86, що вказує належність даних твердих розчинів до м'яких матеріалів.

Superionic conductors have a number of important characteristics and applications that make them important in the field of materials science, technology and industry. At the same time, when developing and analyzing the properties of new materials to optimize their composition and material processing, information about microhardness is mandatory. This is important to ensure the stability and efficiency of devices over a long period of time. This paper presents a study of the microhardness of single-crystal samples of Ag7+x(P1-xGex)S6 (x = 0, 0.1, 0.25, 0.33, 0.5, 0.75, 1) solid solutions. For all the studied samples, a decrease in the microhardness H is observed with an increase in the load P, indicating the presence of a direct size effect. The microhardness of single-crystal samples is also described within the PSR (proportional specimen resistance) model, the results of which also indicate the presence of a direct size effect. The values of the intrinsic hardness H0 calculated within the PSR model for solid solutions of Ag7+x(P1-xGex)S6 (x = 0, 0.1, 0.25, 0.33, 0.5, 0.75, 1) are as follows: 903.1 N/mm2 (x=0), 997.7 N/mm2 (x=0.1), 990.2 N/mm2 (x=0.25), 1019.9 N/mm2 (x=0.33), 1053.3 N/mm2 (x=0.5), 1097.8 N/mm2 (x=0.75), 1081.1 N/mm2 (x=0.1). To assess the influence of the direct size effect, Meyer's law was used. For the studied solid solutions of Ag7+x(P1-xGex)S6, the values of the Meyer's index are in the range n = 1.72 ÷ 1.86, which indicates that these solid solutions belong to soft materials.