概述

硫化鋅是由硫和鋅構(gòu)成的Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料。分子式為ZnS，分子量為97.45，熔點(diǎn)為1020℃(15MPa)，白色晶體，晶格常數(shù)為0.547nm，六角晶型，密度為4.08g/cm3。幾乎不溶于水，但可溶于酸。在潮濕的空氣中長期放置會(huì)轉(zhuǎn)化成硫酸鋅。禁帶寬度為3.6eV，是Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體材料中最寬的。因此可以制成藍(lán)色發(fā)光管。粉末狀的硫化鋅是最重要的場(chǎng)致發(fā)光材料、光熒光材料，用于制備顯像管的熒光屏、記分牌顯示器等。它還是紅外光學(xué)材料中的窗口材料、鍍膜材料。熒光粉用的硫化鋅大多采用溶液法制成，它的特點(diǎn)是產(chǎn)量大、成本低。用元素直接經(jīng)氣相合成的高純硫化鋅呈針狀結(jié)晶，用來制備高性能的鍍膜材料和單晶原料。用高壓單晶爐和化學(xué)氣相輸運(yùn)法(CVD)可以生長硫化鋅單晶。用熱壓成型法和CVD法可以制備光學(xué)材料用硫化鋅片，廣泛地用在激光器的窗口材料中。近年來，制備硫化鋅薄膜材料大多采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積法，因生長溫度低，生成的薄膜完整性好，缺陷少，易于制備異質(zhì)結(jié)光電子器件。

理化性質(zhì)

硫化鋅，化學(xué)式ZnS。Zn，S間化學(xué)鍵性質(zhì)偏向共價(jià)鍵型。晶體有3種不同構(gòu)型：低溫型，即閃鋅礦結(jié)構(gòu)，自然界大量存在，無色立方晶體，Zn，S配位數(shù)均為4，相對(duì)密度為4.10，在1020℃時(shí)轉(zhuǎn)為高溫型;高溫型，即纖維鋅礦結(jié)構(gòu)，無色六方晶體，Zn，S配位數(shù)均為4，相對(duì)密度為3.98，熔點(diǎn)約為1700℃，是硫化鋅高溫穩(wěn)定結(jié)構(gòu);高壓型，即氯化鈉結(jié)構(gòu)，Zn，S配位數(shù)均為6，相對(duì)密度為5.21。還有含水化合物ZnS·H2O，為白色粉末，相對(duì)密度為3.98，熔點(diǎn)為1049℃。硫化鋅不溶于水和稀堿，也不溶于醋酸，但易溶于鹽酸等低濃度強(qiáng)酸，放出硫化氫。硫化鋅的溶度積和氫硫酸的K1·K2值相近，故在稀酸中存在下列平衡：Zn2++H2S=2H++ZnS可見，在強(qiáng)酸性的鋅鹽溶液中，通入硫化氫氣體，得不到硫化鋅沉淀。在鋅鹽溶液中，通入硫化氫氣體，可以得到硫化鋅沉淀，但沉淀不完全。用硫化銨溶液作為沉淀劑，可使鋅鹽溶液中鋅離子完全沉淀成硫化鋅，因硫化銨溶液顯堿性，可減少體系酸度。工業(yè)上用上述方法制取，需在隔絕空氣情況下操作。白色硫化鋅見光變暗，在空氣中易被氧化成硫酸鋅。硫化鋅本身或與氧化鋅混合可用做白色油漆顏料。純的硫化鋅并不發(fā)光，若在硫化鋅晶體中加入微量的錳、銅、銀做活化劑，經(jīng)光照射后，可發(fā)出不同顏色的螢光，被稱做螢光粉，用于制作螢光屏、發(fā)光油漆。硫化鋅還用于制革、搪瓷、橡膠、染料等工業(yè)。

毒性

此品有腐蝕性。有毒。能刺激皮膚。操作人員要穿工作服、戴防護(hù)用品。車間通風(fēng)要良好。化學(xué)性質(zhì)該產(chǎn)品有兩種晶型。Α型硫化鋅是無色六方結(jié)晶粉末或白色至灰白色或淡黃色粉末。相對(duì)密度4.087。熔點(diǎn)1700℃。導(dǎo)熱系數(shù)25.1w/(m?K)，熱膨脹系數(shù)(體積)：100℃，0.163；200℃，0.395；400℃，0.919；800℃，2.146。Β型硫化鋅為立方結(jié)晶。白色至灰白色或黃色粉末。相對(duì)密度4.102，熔點(diǎn)l700℃。熱膨脹系數(shù)(體積)：100℃，0.156；200℃，0.386；400℃，0.898；800℃，1.996。在空氣中能緩慢氧化成硫酸鹽。晶型轉(zhuǎn)變溫度1020℃。溶于稀無機(jī)酸。不溶于水。

用途

用作分析試劑、熒光粉的基質(zhì)，也用于染料和固化油的制造用途硫化鋅（ZnS）廣泛應(yīng)用于制作紅外窗口、整流罩和紅外光學(xué)元件，具有純度高、不溶于水、密度適中、易于加工等特點(diǎn)。硫化鋅（ZnS）具有良好的折射率均勻性和一致性，8-12μm波段范圍內(nèi)，具有很好的圖像傳輸性能，但在10um后有部分開始吸收。在中紅外波段透過率較高，伴隨著波長的變短，吸收和散射增強(qiáng)。硫化鋅（ZnS）的抗惡劣環(huán)境的能力強(qiáng)，硬度高、斷裂強(qiáng)度是硒化鋅（ZnSe）的兩倍。