ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Промежуточные фазы из "Материаловедение " Кристаллы, образованные различными элементами и имеющие собственный тип кристаллической решетки, отличающийся от решеток, составляющих их элементов, называются промежуточной фазой. [c.27] В зависимости от природы элементов в промежуточных фазах может быть любой тип связи, который, в первую очередь, и определяет свойства кристаллов, в частности электрические свойства. [c.27] Расположение атомов (или ионов) в решетке может быть неупорядоченным либо полностью или частично упорядоченным. [c.27] Промежуточные фазы, как и твердые растворы, являются кристаллами, существующими в некотором интервале концентраций, иногда очень малом. Переменный состав объясняется либо наличием небольших меж-узельных лишних атомов (или ионов) в кристаллической решетке промежуточной фазы, либо недостатком атомов в узлах решетки. [c.27] Промежуточные фазы обозначают так же, как и твердые растворы, буквами греческого алфавита. Однако допускаются обозначения и химическими формулами, которые отражают состав (стехиометрический), при котором кристаллы не имеют дефектов — межузельных атомов и вакансий. [c.27] Пока не существует полной классификации многочисленных и разнообразных промежуточных фаз. Замечено, что структура промежуточной фазы зависит от трех факторов относительного размера атомов, их валентности и от положения в Периодической системе элементов, что определяет их электронную структуру. [c.28] Фазы с ионным типом связи. К ним относятся оксиды металлов. Простой оксид железа FeO имеет ГЦК решетку (см. рис. 1.13). Все кислородные узлы решетки заполнены, тогда как часть металлических узлов свободна. Таким образом, оксид FeO имеет структуру с большим дефицитом металлических ионов, что определяет появление полупроводниковых свойств. [c.28] Оксид железа Гез04 — это двойной оксид FeO X Fe20a (рис. 1.16). Его кристаллическая решетка — шпинель содержит двух- и трехвалентные ионы железа, расположенные в межузельных порах ионов кислорода. Два вида ионов железа и ионный тип связи обеспечивают оксиду особые магнитные свойства в высокочастотных полях. Большая плотность упаковки ионов в решетке, несмотря на небольшой дефицит ионов железа, способствует высокому сопротивлению химической коррозии. [c.28] Фазы с ионно-ковалентным типом связи. Такие фазы образуются при взаимодействии металлов I — П1 группы с неметаллами V — VI группы подгруппы В Периодической системы элементов (например, ZnS и А1Р). Эти фазы обладают полупроводниковыми свойствами. [c.28] Фазы с ковалентно-металлическим типом связи. Фазы, в которых преобладает металлический тип связи, образуются при взаимодействии переходных металлов с углеродом, азотом, бором и водородом и называются соответственно карбидами, нитридами, боридами, гидридами. [c.28] Фазы внедрения имеют кристаллические решетки (чаще всего плот-ноупакованные ГЦК и ГП) при этом тип решетки фазы внедрения не совпадает с типом решетки металла, образующего эту фазу (исключением являются некоторые гидриды). Атомы металла в фазах внедрения размещаются в узлах решетки, тогда как атомы неметалла закономерно распределяются в октаэдрических или тетраэдрических порах решетки. [c.29] Химический состав фаз внедрения указывается формулами МеХ, Ме2Х, Ме Х и МеХ4, где Me — металл, X — неметалл однако это фазы переменного состава, в которых число неметаллических атомов отличается от стехиометрического состава. [c.29] В карбиде Ti фактическое содержание углерода, который располагается в межузельных порах, может колебаться в пределах 38. .. 50 % (ат.). Очевидно, что только при 50 % (ат.) С состав карбида точно описывается формулой Ti . [c.29] В фазах внедрения преобладает металлическая связь, чем и определяются такие их свойства, как высокая электрическая проводимость, положительный коэффициент электросопротивления (как у чистых металлов и твердых растворов на их основе) некоторые фазы внедрения обладают сверхпроводимостью. Однако есть свойства, которые указывают на значительную долю в фазах внедрения ковалентной связи. Большинство фаз внедрения чрезвычайно тугоплавки и имеют высокую твердость. [c.29] Карбиды и нитриды, относящиеся к фазам внедрения, присутствуют в структуре многих коррозионно-стойких, износостойких и жаропрочных конструкционных сталей. Карбиды Ti , ТаС, W , W2 служат основой порошковых твердых сплавов для режущих инструментов. [c.29] При сплавлении металлов могут образовываться промежуточные фазы с металлическим типом связи. К ним относятся электронные фазы, фазы Лавеса и ст-фазы. [c.30] Электронные фазы. Для максимального содержания металла более высокой валентности характерно совершенно определенное значение электронной концентрации 3/2, 21/13, 7/4. Фазы с указанными значениями электронной концентрации принято обозначать /3, 7 и соответственно. [c.30] Свойства электронных соединений, в частности механические свойства, зависят в значительной мере от упорядоченности атомов компонентов в кристаллической решетке электронного соединения. Так, /3-фазы с ОЦК решеткой почти во всех системах при высоких температурах неупо-рядочены, и в этом состоянии их свойства близки к свойствам твердых растворов, т.е. они не отличаются высокой твердостью и обладают хорошей пластичностью. При низких температурах неупорядоченные /3-фазы неустойчивы они либо распадаются на двухфазные смеси, либо упорядочиваются, как, например, в системе Си—Zn. Упорядоченные /3-фазы значительно более тверды и хрупки. Почти всегда упорядочены, причем вплоть до температуры плавления, и во всех системах обладают хрупкостью 7-фазы, -фазы всегда имеют неупорядоченное строение. [c.30] Вернуться к основной статье