Кіріспе

Вольфрам дисульфиді - химикалық формуласы WS2 болатын вольфрам мен күкірттен тұратын органикалық емес химиялық қосылыс. Бұл қосылыс өтпелі металдар дихалькогенидтері деп аталатын материалдар тобына жатады. Ол сирек кездесетін минерал вольфрамды түрінде табиғи түрде кездеседі. Бұл материал гидросульфурдандыру және гидродентрификация үшін қолданылатын кейбір катализаторлардың құрамдас бөлігі болып табылады. WS2 қабатты құрылымын қабылдайды, MoS2-ге ұқсас немесе изотиптік, оның орнына W атомдары үшбұрышты призмалық координациялық сферада орналасқан (Mo атомдарының орнына). Осы қабатты құрылысына байланысты WS2 көміртекті емес нанотүтіктерді құрайды, олар 1992 жылы WS2 ұсақ үлгісін қыздырғаннан кейін ашылды. WS2 массасы қабатты құрылымды қара сұр алты бұрышты кристаллдарды құрайды. Жақын туысы MoS2 сияқты, ол құрғақ майлау құралының қасиеттерін көрсетеді. WS2 қоршаған орта ауасында салыстырмалы түрде тұрақты деп көптен бері ойланса да, WS2 моноқабаттың қоршаған орта ауасының тотығуы туралы соңғы есептерде бұл жағдайдың дұрыс еместігі анықталды. Бір қабатты түрінде WS2 бір қабатты WS2 тез сіңіретін жарық толқын ұзындығы (< ~ 660 нм; > ~ 1,88 эВ) болатын фотоокисдеу реакциясы арқылы өте тез (күн ішінде қоршаған ортаның жарығы мен атмосферада) вольфрам оксидіне айналады. Жарық толқын ұзындығынан басқа реакцияға оттегі мен су да қажет, ал су окистену үшін катализатор ретінде әрекет етеді. Реакция өнімдері, мүмкін, түрлі вольфрам оксидтері мен күкірт қышқылын қамтиды. MoS2 сияқты басқа жартылай өткізгіш ауыспалы металл дихалькогенидтерінің (S TMD) тотығуы да қоршаған ортаның жарығы мен атмосфералық жағдайларында байқалады. WS2 сонымен қатар азот және фторсутек қышқылының қоспасымен шабуылға ұшырайды. Оттегі бар атмосферада қыздырылғанда WS2 вольфрам триоксидіне айналады. Қысқылсыз қыздырылған кезде WS2 ерімейді, бірақ вольфрам мен күкіртке ыдырайды, бірақ тек 1250 °C температурада. WS2 сондай-ақ хлорсульфоновый қышқыл сияқты әр түрлі реагенттермен өңдеу арқылы қабығынан тазартылады

Синтез

WS2 бірнеше әдістермен өндіріледі. Басқа жолдар вольфрам ((VI) сульфидтерінің (мысалы, (R4N) 2WS4) немесе оған тең (мысалы, WS3) термолизіне әкеледі.

Қолданбалар

WS2 басқа материалдармен бірге шикі мұнайды гидротермиялық өңдеу үшін катализатор ретінде қолданылады. сондай-ақ әуе және әскери өнеркәсіптерде елеулі қолданыста. WS2 жоғары жылдамдықты ауамен соқтығысу арқылы металл бетіне байланыстырғыштарсыз немесе қатайтусыз қолдануға болады. Бұл процестің ең соңғы ресми стандарты SAE International AMS2530A спецификациясында көрсетілген.

Нанотүтіктер

1992 жылы вольфрам дисульфиді көміртекті емес нанотүтіктерді құрайтын алғашқы материал болып табылды. Эпоксидті шайырға WS2 нанотүтіктерін қосу жабысуды, сыну беріктігін және деформация энергиясын босату жылдамдығын жақсартты. Нанотүтіктерде эпоксидті қуаттау эпоксидті таза эпоксидтікіне қарағанда төмен. WS2 нанотүтіктері қуыс және оны басқа материалмен толтыруға болады, оны қажетті жерге сақтау немесе бағыттау үшін немесе нанометрлік диаметрге шектелген толтырғыш материалда жаңа қасиеттер жасау үшін. Осы мақсатта WS2 нанотүтіктерін балқытылған қорғасын, антимон немесе висмут йодты тұздармен капиллярлық ылғалдандыру процесі арқылы толтыру арқылы көміртекті емес нанотүтіктер гибридтері жасалды, нәтижесінде PbI2@WS2, SbI3@WS2 немесе BiI3@WS2 ядролыққабық нанотүтіктері пайда болды. Мұндай материалдар бір қабатты шекте бөлме температурасында фотолюминесценция көрсетеді.

Транзисторлар

Тайвань жартылай өткізгіш өндіру компаниясы (TSMC) өрістік эффектті транзисторларда арна материалы ретінде пайдалануды зерттейді. Шамамен 6 қабат қалыңдықтағы материал химиялық будың жиналуы (ХВТ) арқылы жасалады.