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Phase equilibria associated with the stability of copper disulfide

Taylor, L. A.; Kullerud, G.

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Neues Jahrbuch für Mineralogie - Monatshefte Jg. 1972 Heft 10 (1972), p. 458 - 464

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published: Dec 22, 1972

DOI: 10.1127/njmm/1974/1974/458a

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ArtNo. ESP156197210004, Price: 19.00 €

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Abstract

The invariant point involving the phases copper disulfide (CuS2), covellite (CuS), digenite (Cu9S5), and liquid sulfur has been determined to be at 18 kbars and 647° C. The sequence of univariant curves associated with this point was theoretically deduced and experimentally determined and outlines the stability fields for copper disulfide. At 25° C copper disulfide is stable only above 8 kbars, but can exist metastably for long periods of time (e. g., up to 4 months at 130° C and 1 atmosphere). Indexing with a cubic-pyrite structure and using a least-squares cell refinement results in α = 5.7897 ± 0.0002 Å. However, optical properties as observed in polished sections demonstrate that this copper disulfide is strongly anisotropic, and therefore, it is only pseudocubic.

Kurzfassung

Der invariante Punkt, welcher die Phasen Kupferdisulfid (CuS2), Covellin (CuS), Digenit (Cu9S5) und Schwefelschmelze einbezieht, wurde bei 18 kb und 647° C aufgefunden. Die mit diesem Punkt assoziierte logische Folge univarianter Kurven wurde theoretisch hergeleitet und experimentell untersucht und umreißt das Stabilitätsfeld von Kupfersulfid. Bei 25° C ist Kupferdisulfid nur oberhalb 8 kb stabil, kann aber metastabil über längere Zeiträume hin bestehen (z. B. bis zu vier Monaten bei 130° C bei einer Atmosphäre). Die Indizierung erfolgte analog der kubischen Pyritstruktur und deren Verfeinerung unter Anwendung der Methode der kleinsten Quadrate, wonach sich ein a0= 5,7897 ± 0,0002 Å ergibt. Dennoch ist Kupferdisulfid, was die optischen Eigenschaften betrifft, im Anschliff beobachtet, stark anisotrop und deshalb nur pseudokubisch.

Keywords

Phase equilibria • copper disulfide covellite • digenite • stability