faze intermediare.
Cristalele formate și diverse elemente de tipul celor având propria sa rețea cristalină, caracterizată prin reschetok elementele lor constitutive, numita fază intermediară.
În funcție de natura elementelor din faza intermediară poate fi orice tip de comunicare, care determină în primul rând proprietățile cristalelor, în special, proprietățile electrice (vezi. P. 17.1).
Dispunerea atomilor (sau ioni) în zăbrele pot fi dezordonate sau comandate în totalitate sau parțial. Comandarea, precum și în soluție solidă, provoacă o schimbare bruscă a proprietăților - apariția superconductivitatea.
Faza intermediară, precum și soluțiile solide sunt cristale în care compoziția variază într-un interval de concentrații, uneori foarte mici. O compoziție variabilă, fie datorită prezenței atomilor mici interstițial „extra“ (sau ioni) în rețeaua cristalină a fazei intermediare, sau atomi lipsa la situsuri cu zăbrele (fig. 1.17).
fază intermediară, de asemenea, notat ca soluții solide, alfabetul grecesc. Cu toate acestea sunt permise denumirile și chimice
Fig. 1.17. Rețeaua cristalină a ionilor metalici cu un deficit
formule care reflectă compoziția (stoichiometric) la care cristalele fără defecte - posturi vacante și intercalat care.
Deși nu există nici o clasificare completă a numeroase și diverse faze intermediare. Se remarcă faptul că o structură de fază intermediară depinde de trei factori: dimensiunea relativă a atomilor, valența lor și poziția în sistemul periodic al elementelor, care determină structura electronică a acestora.
Sisteme de metal-metaloid. Faza cu legături ionice. Ele sunt oxizi simpli și duble din metal.
oxid de fier simplu are un grilaj spațiu centrat pe față (vezi. fig. 1.14). Toate site-urile cu zăbrele de oxigen sunt umplute, apoi ca parte a componentelor metalice este liber. Astfel, oxidul are o structură cu un deficit mare de ioni metalici, care determină apariția proprietăților semiconductoare (vezi. P. 17.2).
oxid feric, oxid dublu (fig. 1.18). Rețeaua cristalină a oxidului-spinel și care conține ioni de doi trivalenți de fier sunt situate în porii interstițiale ioni de oxigen. Două tipuri de ioni de fier și oxid de ioni tip bond asigură proprietăți magnetice speciale în domenii de înaltă frecvență. Densitatea mare de ambalare a ionilor din zăbrele, în ciuda unui deficit mic de ioni de fier, promovează o rezistență ridicată la coroziune chimică.
Faza ion-covalent de legare. Aceste faze sunt formate prin reacția metalelor cu nemetale grupa V-VI grupa subgrupului B (de exemplu, unele sulfuri și fosfuri, deoarece aceste faze au proprietăți semiconducting.
Faza cu conexiune metalica. Fazele în care tipul predominant legătură din metal, sunt formate prin reacția unui metal de tranziție. Fazele se numesc carburi, nitruri borurile, hidruri.
Structura cristalină a acestor compuși depinde de dimensiunile relative ale atomilor metaloid și atomii de metal sunt formate în cazul în care raportul dintre fazele intermediare cu grătare spațiale simple de atomi metaloid care sunt plasate în porii. Aceste faze intermediare numite faze interstițiale. Dacă raportul atomului nemetalic nu poate sta în pori, apoi format zăbrele spațiale complexe, cu un număr mare de atomi per celula unitate.
faza de implementare. Aceste faze au zăbrele cristaline, tipic pentru metale pure; Cel mai adesea este ambalat dens și HCP zăbrele fcc; în care tipul cu zăbrele este diferit de tipul grilaj metalic, care formează faza de introducere (cu excepția unor hidruri). Atomii de metal în fazele interstițiale sunt aranjate în punctele cu zăbrele, în timp ce atomii nemetalici sunt distribuite în mod regulat în pori cu zăbrele octaedrice sau tetraedrice. porii tetraedrice au dimensiuni mai mici, astfel încât numai atomii de hidrogen pot rămâne acolo.
Compoziția chimică a fazei de implementare este indicată prin formulele: și
Fig. 1.18. Crystal zăbrele și - localizarea ionilor de oxigen; b, - un ion metalic în porii tetraedrice și octaedrice
, în care metalul, X - metaloid; cu toate acestea, această fază de compoziție variabilă, în care numărul de atomi nemetalici diferite din compoziția stoichiometric.
Prin introducerea carburile de tip faze includ: tungsten și molibden pot forma tip de fază interstițiale și un tip de fază exemplu de implementare este faza de nitrură de fier și de tip zirconiu -gidrid
Acesta a indicat că fazele interstițiale predomină bond metalic decât proprietățile definite ale acestor faze, cum ar fi o conductivitate ridicată, un coeficient pozitiv rezistenței electrice, cum ar fi metalele pure solide și soluții ale acestora. Unele faze interstițiale prezintă superconductivitatea; Cu toate acestea, există proprietăți care indică o pondere considerabilă în fazele de implementare a legăturii covalente. Cea mai mare parte faza de implementare este extrem de refractar și au o duritate aproape de diamant în duritate. Faza de implementare - este cel mai refractare și dure faze intermediare.
Carburile și nitruri, aparținând fazelor de implementare, sunt prezente în structura multor oțeluri structurale rezistente la uzură și rezistente la căldură rezistente la coroziune. Carburile servesc drept bază pentru tungsten sinterizată instrumente de tăiere din carbură. Utilizarea unor astfel de aliaje a crescut viteza de tăiere este de zeci de ori (a se vedea. Cap. 18).
Prin carburi cu un raport includ carbură de fier (în oțeluri este numit cementita), carbura de carburi de mangan și crom (de exemplu, un raport de carbură de carbură de fier carburilor de fier și crom - fază intermediară cheie în oțelurile structurale și scule este în mare parte opredelyayushie proprietățile lor în trecut. carburile predomină bond metalic, deși există, de asemenea, o anumită proporție a legăturii covalente.
Aceste faze intermediare au o duritate ridicată și fragilitate, ele sunt suficient refractare, dar inferior în aceste proprietăți carburile fiind faze interstițiale.
Sisteme de metal din metal. Fazele intermediare pot fi formate în metalul aliere cu legătură metalică. Acestea includ e-fază, faza Laves și v faze.
Faza de electronice. Această fază de compoziție variabilă. Pentru conținutul maxim de metal valență mai mare absolut anumită valoare caracteristică a concentrației electronilor de 3/2, 21/13, 7/4, t. E. Raportul dintre numărul de electroni de valență la numărul de atomi. Faza cu valorile densității de electroni pot fi desemnate și e-faze, respectiv.
Concentrațiile electronice menționate anterior pot fi atribuite formulele chimice respective. De exemplu, un aliaj de cupru-zinc, în care toate fazele pot fi formate cu concentrațiile indicate, aceste formule sunt respectiv
In cele mai multe aliaje de fază au o rețea cubică complex bcc zăbrele y faze cu 52 atomi pe celula unitate și zăbrele e-phase-hcp.
Proprietățile electronice ale compușilor, în particular, proprietățile mecanice depind în mare măsură de gradul de ordonare a componentelor aranjamentului atomic în rețeaua cristalină a conexiunii electronice. Astfel, faza bcc în toate sistemele la temperaturi ridicate sunt dezordonate, iar în această stare proprietățile sale sunt similare cu proprietățile soluții solide, adică. E. Ei nu au duritate mare și au bună ductilitate. Dezordonate p faze instabile la temperaturi scăzute, fie ei cad în amestec cu două faze sau ordonate, cum ar fi în sistemul R-phase comandat este mult mai rigid și fragil, fazei-y este aproape întotdeauna sortate, și până la temperatura de topire și în toate sistemul are, e-fază friabil, au întotdeauna o structură dezordonată.
Compușii electronice sunt prezente în structura multor aliaje pe bază de cupru: brasses și bronzuri etc.). ele se consolidează faze (vezi. f. 9.4).
Faza de Laves. Aceste faze intermediare compoziție practic constantă formată prin reacția metalelor peNtru
diferite grupuri din Tabelul Periodic al Elementelor; Formarea este determinată de factorul de mărime: Raza atomică a elementului este mai mică decât raza atomică a elementului A, 20-30%.
Fazele Laves au un cub comandat grilaj complex sau hexagonal; în câmpul magnetic se comportă ca diamagnetice.
Faza de Laves formate de metale de tranziție prezente în structura unor superaliaje și de a promova rigidizarea acestora (a se vedea. P. 14.3).
fază Sigma. Aceste faze de compoziție variabilă sunt produse în alierea metalelor de tranziție având dimensiuni atomi similare; sunt ordonate parțial faze de zăbrele complexe.
Aliajele de fier care conțin mai sunt utilizate ca materiale rezistente la coroziune de construcție, răcire foarte lentă din regiunea soluției solide sau îmbătrânire izoterm la 800-600 ° C, duce la formarea de fază cristalină, care este însoțită de o creștere accentuată a durității și fragilitatea aliajelor.