The phase relations in the Cu--Zn--S system were studied at temperatures ranging from 100 o to 1050 ยฐC with emphasis on the 500 ยฐ and 800 ยฐC isotherms. All experiments were performed in closed, evacuated silica tubes in which vapor always is a phase. Ternary phases did not appear in any of these experiments. At 800 ยฐC tie-lines exist between cubic ZnS (sphalerite) and the digenitechalcoite solid solution, between ZnS and three CuZn alloys (~, }, 7) and between ZnS and ZnCu liquid containing from zero to about 30 wt % Cu. Only the cubic, sphalerite, form of ZnS was encountered in the present study. At 800 ยฐC the solid solution of ZnS in Cuss is 7.0 4-1 wt ยฐ/o and the solid solution of CusS in ZnS is less than 1.0 wt ยฐ/0. At lower temperatures ZnS coexists with all other phases once they become stable, i.e., ,-CuZn (<598 ยฐC), CuS (<507 ยฐC), and blue-remaining eovellite (<157 ยฐC). At 500 ยฐC the solid solution of ZnS in CusS is 1.5 4-0.5 wt % and that of CusS in ZnS is less than 0.1 wt ยฐ/o. The presence of ZnS depresses the temperature of the hexagonal ~_ cubic inversion in CusS by about 13 ยฐC, but does not measurably affect the temperature of the monoclinic ~ hexagonal inversion in CusS nor that of the cubic ~ cubic inversion in Cu9S5. The coexistence in nature of sphalerite and copper-sulfides is discussed in light of the low temperature phase relations in the Cu--Zn--S system.
Die Phasengleichgewichtsreaktionen des
Dreistoffsystems Cu--Zn--S wurden tiber einen weiten Temperaturbereich, n~imlich yon 100 ยฐC bis zu 1050 ยฐC und dabei besonders nachdrticklich die 500 o und 800 ยฐC-Isothermen, untersucht. Alle Experimente wurden in abgeschmolzenen und vorher evakuierten Quarzglasampullen durchgeitihrt, in welchen eine Dampfphase (vapor) stets gegenwiirtig war. In keinem der Experimente war das Vorhandensein einer tern/iren Phase zu verzeichnen. Bei 800 ยฐC verlaufen Konodenscharen vom kubischen ZnS (Zinkblende) zur Digenit-Kupferglanz-Mischkristallreihe, ferner Konoden zwischen ZnS und drei Cu--Zn-Legierungen (e, ~, ~) und zwischen ZnS und einer Zn--Cu-Schmelze yon 0 his ca. 30 Gew.-ยฐ/o Cu. In der hier vorliegenden Arbeit trat nut kubisches ZnS (Zinkblende) auf. Cues vermag bei 800 ยฐC 7,0 -t-1 Gew.-% ZnS in fester L6sung anfzunehmen, w~ihrend die L6slichkeit yon Cu2S in ZnS weniger als 1,0 Gew.-ยฐ/o betr/igt. Mit zunehmender Temperaturerniedrigung koexistiert ZnS mit alien tibrigen Phasen des Systems, sobald diese stabil werden, z. B. ~-CuZn (<598 ยฐC), CuS (<507 ยฐC) und blaubleibender Covellin (<157 ยฐC). Bei 500 ยฐC betritgt die L6slichkeit yon ZnS in Cuss nut noch 1,5 4-0,5 Gew.-ยฐ/o und die yon CusS in ZnS weniger als 0,1 Gew.-ยฐ/o . Die Gegenwart yon ZnS ernledrigt die Inversionstemperatur yon hexagonalem ~ kubischen Cu2S um etwa 13 ยฐC, hat abet weder einen meBbaren Einflug auf die Inversionstemperatur des monoldinen ~--hexagonalen Cuss noch auf die kubisch ~ kubisehe Inversion des Cu9S5. Angesichts der im Cu--Zn--S-System ermittehen Phasenbeziehungen bei niedrigen Temperaturen werden die Koexistenz nattirlicher Zinkblende mit Kupfersulfiden diskutiert.