Journal of thermal analysis

, Volume 16, Issue 1, pp 59–71 | Cite as

Thermodynamic and thermokinetic characterization of vitreous eutectic germanium-tellurium alloy by differential scanning calorimetry

  • P. Clechet
  • C. Martelet
  • Nguyen Dinh Cau
Article

Abstract

For germanium-tellurium binary glass of eutectic composition heat capacities have been measured using differential scanning calorimetry. From these values enthalpy, entropy and corresponding configurational terms have been deduced, which agree closely with the “hole-theory”. Below the glass transition temperature, differences have been observed for the thermodynamic characteristics of vitreous and crystalline forms.

For closely-related glasses kinetic parameters are more suitable for characterization than the above thermodynamic parameters. For germanium-tellurium alloys with small amounts of gold added, kinetics of devitrification have been expressed in terms of the crystallinity ratio. Values of Kgl parameters of glass-formation ability are also given (Kgl=0.478 for the eutectic composition alloy without gold).

Keywords

Gold Entropy Enthalpy Differential Scanning Calorimetry Heat Capacity 

Résumé

Les capacités calorifiques de verres formés à partir d'alliages binaires germaniumtellure de composition eutectique ont été déterminées par analyse calorimétrique différentielle à compensation de puissance (D. S. C.) de mÊme que les valeurs d'enthalpie, d'entropie et des termes configurationnels correspondants. Ces résultats sont en accord avec la théorie de Gutzow. En dessous de la température de transition vitreuse des différences ont été observées entre les caractéristiques thermodynamiques de la forme vitreuse et celles de la forme cristalline.

Pour de tels verres les paramètres cinétiques sont mieux adaptés que les grandeurs thermodynamiques précédentes pour les problèmes de caractérisation. Dans le cas d'alliages germanium-tellure additionnés de faible quantité d'or la cinétique de dévitrification a été exprimée en termes de taux de cristallinité. Les valeurs des paramètres Kgl caractérisant l'aptitude à la vitrification ont été déterminées (Kgl=0.478 pour l'alliage germanium-tellure de composition eutectique).

Zusammenfassung

Die WÄrmekapazitÄten von binÄren Germanium-Tellur GlÄsern eutektischer Zusammensetzung wurden durch Differential-Abtastkalorimetrie gemessen. Aus diesen Ergebnissen wurden Enthalpie, Entropie und die entsprechenden Konfigurationsparameter abgeleitet, welche in guter übereinstimmung mit der »Loch-Theorie« sind. Unterhalb der Glas-übergangstemperatur wurden Unterschiede der thermodynamischen Charakteristika zwischen dem Glas- und der kristallinen Form festgestellt.

Zur Charakterisierung nahe verwandter Glas-Arten eignen sich kinetische Parameter besser als die obigen thermodynamischen Parameter. Für Germanium-Tellur-Legierungen mit geringen Goldanteilen wurde die Entglasungskinetik durch das KristallinitÄtsverhÄltnis ausgedrückt. Die Werte der Kgl Parameter der GlasbildungsfÄhigkeit werden ebenfalls angegeben (Kgl=0.478 für die eutektische Zusammensetzung der Legierung ohne Gold).

РЕжУМЕ

ИспОльжУь ДИФФЕРЕНц ИАльНУУ скАНИРУУЩУУ кАлОРИМЕтРИУ, БылИ Иж МЕРЕНы тЕплОЕМкОстИ гЕРМАН ИИ-тЕллУР БИНАРНых ст ЕкОл ЁВтЕктИЧЕскОгО сОст АВА. Иж ЁтИх жНАЧЕНИИ БылИ ОпРЕДЕлЕНы ЁтАл ьпИь, ЁНтРОпИь И кОНФИгУРАцИОННыЕ тЕ РМы, кОтОРыЕ хОРОшО сО глАсУУтсь с «тЕОРИЕИ ДыРОк». НИж Е тЕМпЕРАтУРы ОстЕкл ОВАНИь НАБлУДАлИ РАжлИЧИь М ЕжДУ тЕРМОДИНАМИЧЕскИМИ хАРАктЕРИстИкАМИ ст ЕклООБРАжНОИ И кРИстАллИЧЕскОИ ФО РМ. Дль хАРАктЕРИстИкИ РОДс тВЕННых стЕкОл кИНЕт ИЧЕскИЕ пАРАМЕтРы ьВльУтсь Б ОлЕЕ пРИЕМлЕМыМИ, ЧЕМ тЕРМОДИНАМИЧЕск ИЕ. Дль гЕРМАНИИ-тЕллУ РОВых сплАВОВ с НЕБОльшИМИ ДОБАВкАМИ жОлОтА, кИНЕтИкА РАсс тЕклОВыВАНИь МОжЕт Б ыть ВыРАжЕНА НА ОсНОВЕ сО ОтНОшЕНИь кРИстАллИ ЧНОстИ. пРИВЕДЕНы пАРАМЕтРы Kgl, хАРАктЕРИжУУЩИЕ спО сОБНОсть к стЕклООБРАжОВАНИУ (Kgl=0.478 Дль ЁВтЕктИЧЕскОгО сОстАВА сплАВА БЕж жО лОтА).

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. 1.
    M. Lasocka andH. Matyja, J. non Cryst. Solids, 14 (1974) 41.Google Scholar
  2. 2.
    J. A. Savage, J. non Cryst. Solids, 11 (1972) 121.Google Scholar
  3. 3.
    J. Cornet, Ann. Chim., 10 (1975) 239.Google Scholar
  4. 4.
    B. Wunderlich, J. Phys. Chem., 69 (1965) 2078.Google Scholar
  5. 5.
    M. J. O'Neill, An. Chem., 38 (1966) 1331.Google Scholar
  6. 6.
    M. J. Richardson andP. Burrington, J. Thermal Anal., 6 (1974) 345.Google Scholar
  7. 7.
    D. Vucelic, V. Vucelic andN. Juranic, J. Thermal Anal., 5 (1973) 459.Google Scholar
  8. 8.
    J. H. Flynn, Thermochim. Acta, 8 (1974) 69.Google Scholar
  9. 9.
    P. Clechet, C. Martelet andNguyen Dinh Cau, Symposium on Thermal Analysis, Plymouth, Sept. 77 Analusis, 6 (1978) 220.Google Scholar
  10. 10.
    J. P. de Neufville, J. non Cryst. Solids, 8 (1972) 85.Google Scholar
  11. 11.
    I.Gutzow, Amorphous materials, J. Wiley (1972) p. 159.Google Scholar
  12. 12.
    W. Kauzmann, Chem. Rev., 43 (1948) 213.Google Scholar
  13. 13.
    A. Hruby, Czech. J. Phys., Ser. B, 22 (1972) 1187.Google Scholar
  14. 14.
    M. Lasocka, J. Mat. Sci. Lett., 11 (1976) 1770.Google Scholar

Copyright information

© Wiley Heyden Ltd., Chichester and Akadémiai Kiadó, Budapest 1979

Authors and Affiliations

  • P. Clechet
    • 1
  • C. Martelet
    • 1
  • Nguyen Dinh Cau
    • 1
  1. 1.Laboratoire de ChimieEcole Centrale de LyonEcullyFrance

Personalised recommendations