История

Свойства

Применение

Опыты

         Селен

 
    На фотографии ампула с гексагональным или металлическим селеном. Для меленького набора с образцами элементов, я решил выбрать именно его.

 
    Чтобы получить данный образец, я запаял в вакуумированную ампулу небольшое количество гранул стекловидного селена и поместил в сушильный шкаф на несколько дней. Температура должна быть не ниже 130 градусов (иначе селен останется аморфным) и не выше 217 (иначе селен расплавится). Когда я охладил ампулу, оказалось, что селен перешел в гексагональную модификацию, но часть осела на поверхности ампулы в виде красивых кристаллов. Скорее всего, это произошло из-за того, что распределение температуры в сушильном шкафу было неравномерным, и селен стал возгоняться .

 
    Ну раз он возгоняется, почему бы не воспользоваться этим и не вырастить кристаллы побольше размером. Градиент температур можно увеличить за счет небольшого нагревателя, температуру взять повыше (210 °C) и оставить в сушильном шкафу на несколько недель. Результат - на фотографии.

 
   Селен существует в виде нескольких аллотропных модификаций. Наиболее часто встречающаяся его форма, это аморфный (или стекловидный) селен. Он получается в таком виде при простом застывании расплава. Особо чистый селен часто выпускается фирмами в виде небольших гранул, напоминающих по форме эритроциты. Я не мог понять, почему гранулы имеют такую странную форму, до тех пор, пока мне не потребовалось сделать небольшое количество стекловидного селена в виде нитей (наподобие пластической серы). Оказывается, при выливании в воду селена, нагретого выше 300-400 градусов, образуются именно такие эритроцитоподобные гранулы, а чтобы получить нити селена, его надо нагревать только до 230-250 градусов и выливать в воду с не очень большой высоты.

 
    На этом фото - часть большого слитка красного селена. Чистота >99.5%. Хорошо видно, что излом имеет стеклообразную блестящую поверхность.

 
    Еще один, на этот раз маленький, слиток аморфного селена. Он выполнен в виде полусферы.

 
    Кстати, если получить тот же аморфный селен в виде мелких частиц, он будет иметь вид порошка, окрашенного в красный или, при большем размере частиц, в черный цвет. Красный селен я получил по методике, описанной в руководстве по неорганическому синтезу (Брауэр) – восстановлением селенистой кислоты гидразин-гидратом. По виду этот порошок очень сильно напоминает красный фосфор. Эта модификация селена темнеет на свету, поэтому лучше хранить такой образец в светонепроницаемой упаковке.

 
    Одно из бывших применений селена, это его использование в выпрямителях электрического тока. Там применялся серый селен. Технология изготовления выпрямителей использовалась следующая. На алюминиевую пластину наносился слой висмута (для создания лучшего контакта с селеном). Затем на висмут напылялся селен (он осаждался в виде аморфной модификации), и пластина нагревалась в течение нескольких часов – для превращения аморфного селена в серый. После этого на поверхность наносился тонкий слой серы и сплав, содержащий кадмий. Затем пластины подвергались электроформовке, в результате чего на границе с селеном образовывались сульфиды и селениды кадмия, и формировался p-n переход.
    Чем больше площадь пластин, тем больше максимально допустимый ток выпрямителя (обычно 50 мА на 1 см² пластины), а чем больше их число, тем на большее напряжение выпрямитель рассчитан (обычно 20-25 вольт на пластину).
    В настоящее время селеновые выпрямители практически полностью вытеснены кремниевыми диодами, которые, при похожих рабочих характеристиках, могут иметь в десятки раз меньшие размеры.

 
    При охлаждении, рапалавленный селен как правило превращается в стекловидный, но в специально подобранных условиях (очень медленное охлаждение и внесение в расплав затравки), можно получить вот такие слитки-палочки серого кристаллического селена. В отличие от кристаллов выращенных сублимацией (на фото выше), палочки выглядят не так красиво, но зато они проще в изготовлении (то есть дешевле), имеют бОльший объем и их можно применять для исследования каких-либо свойств селена.