ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Удельное сопротивление сплавов из "Структура жидких металлов и сплавов " Данные для удельного сопротивления и его изменения при плавлении в чистых жидких металлах приведены ниже в таблице вместе со значениями ах, и Pi, [см. уравнение (38)]. Некоторые из этих значений уже упоминались [291, 294]. Расплавленные элементы можно классифицировать по значениям pjps, о-ь, as- Известны почти все возможные комбинации. [c.116] термо-э.д. с. и других свойствах. К сожалению, пока нет измерений, из которых можно было бы сделать выводы. В случаях, когда величина as отрицательна, а ах, положительна (классы 3 и 7), можно доказать, что при плавлении заканчивается переход гомеополярной связи в металлическую. Висмут и сурьма уже проявляют металлические свойства в твердом состоянии, но они имеют высокие удельные сопротивления. Гомеополяр-ный вклад в связь в этих материалах в твердом состоянии мал, но его достаточно, чтобы значение px,/ps было меньше единицы. Материалы в классах 4 и 6 аномальны. [c.118] Значение остаточного сопротивления при постоянном объеме есть мера структурного рассеяния отдельными ионными ядрами, т. е. рассеяние на псевдопотенциале оно относительно маловажно для натрия, удельное сопротивление которого главным образом определяется плазменным рассеянием, но весьма значительно в рубидии и цезии. Проводились также измерения относительного удельного сопротивления при постоянном объеме в ртути и в галлии [371] совместно с измерениями тер-мо-э.д.с. (см. ниже). Брэдли [371] пришел к заключению, что в ртути псевдопотенциал, который является главным членом рассеяния в многовалентных металлах, сильно зависит от импульса электрона и, следовательно, от энергии Ферми. Энергия Ферми может сильно измениться при легировании ртути, как это предполагалось при объяснении уменьшения удельного сопротивления этого металла энергия Ферми изменяется в большинстве растворов. Из этого следует, что псевдопотенциал также может значительно измениться и, значит, повлиять на другие свойства, например на температурную зависимость удельного сопротивления. [c.119] Фабер и Займан [307] пытались теоретически объяснить несоответствие жидких сплавов правилами Нор-дгейма и Линде. [c.121] Так как точно не установлено, связаны ли эти аномалии с типом указанных систем, о них еще будет разговор ниже. Вообще об этих отклонениях ничего не сообщалось в других работах, но они также не опровергнуты в связи с недостаточным количеством подробных данных и в настоящее время являются почти универсальными (единственными). Зависимость почти всех физических свойств жидких сплавов от строения требует более подробного исследования. [c.122] О неподтвердившемся скачке, который может быть результатом несовершенства экспериментальной техники, сообщалось при упоминании об в системе Bi—Sb при 675°С [381]. Сходное же явление наблюдается в других жидких сплавах (см. ниже) и это может быть вызвано скачкообразным изменением структуры сплава. Возможно, имеет значение и то, что висмут и сурьма проявляют неметаллические тенденции. [c.122] Компоненты с равной валентностью. Результаты исследования указанных систем, проводимого главным образом Роллем и его сотрудниками, детально представлены на рис. 15 и в приложении XXXVIII. В каждом случае доказывается аномалия в изотермах удельного сопротивления и в большинстве случаев в изотерме ul= (dpb)I(dT) при примерно 33 и 66% (ат.) одного из компонентов. [c.122] А1—Zn и Sn—Zn имеют размерные факторы нужной величины, но, к сожалению, данных в каждом случае недостаточно, чтобы сделать какое-либо заключение. [c.123] Не объяснены аномалии при постоянной концентрации валентных электронов. Форма аномалии приблизительно такая же, какая была предсказана для кривой EjK с резким изгибом этой характеристики вместо разрыва, как и для твердого состояния, так как рь является функцией энергии Ферми. Эта изогнутая кривая предложена Эдвардсом [328] на основе теоретических расчетов (см. рис. 14). Такие изменения dEldK будут коррелировать с кривой плотности состояний, которая имеет один минимум и два максимума величины Е это произойдет при значении Е, соответствующем примерно двум электронам на атом по аналогии с твердым состоянием. Кривая N(E) такого вида была вычислена Ватанобе и Танака [322] для жидкого цинка из кривых EjK, полученных на основании модели почти свободных электронов Эдвардсом [328]. Кривая плотности состояний для жидкости, конечно, не возвращается к значению NE=0 при более высоких значениях Е, а продолжается вплоть до второй энергетической зоны, т. е. кривая приближается к параболической зависимости для состояния свободных электронов. Аномалии в рь могут получиться при значении концентрации валентных электронов на атом 2,3 скорее, чем при 2, из-за уменьшения резкого определения как поверхности Ферми, так и краев энергетических зон в жидком состоянии. [c.124] Было исследовано еще несколько эвтектических систем и систем с твердыми растворами результаты во всех случаях недостаточно подробны, но источники даны в приложениях XXXVIII и XXXIX. [c.125] В этом вопросе информация еще более беспорядочна и ненадежна, и очень мало систем, в которых исследования проводились в широком интервале концентраций. Информация об изученных системах собрана в приложениях XL и XLI. Ниже рассмотрено несколько групп хорошо изученных систем (табл. 2). [c.125] Системы IB—Sn. Ниже приводятся максимальные и минимальные значения и оь в этих системах, исключая аномалии при концентрациях валентных электронов, примерно равных 2,3. [c.125] Изучение рентгеновской дифракции в этих системах (см. раздел 1) показало, что имеется тенденция образовывать комплексы IB—Sn при составе около 25% (ат.) олова. К такому же выводу пришли при измерении вязкости в системе Си—Sn [383]. Максимальные отрицательные энтальпии расплавов в системах Ag—Sn и Си—Sn приходятся на состав сплава, близкий к углу системы, богатому IB компонентом. В системе Au—Sn максимум наблюдается при более высоких содержаниях олова в связи с образованием богатых оловом соединений. [c.126] В системах Си—So и Ag—Sn s-фазы (7/4 электронов на атом) наблюдаются при таких же составах. Высокий фактор электроотрицательности в системе Аи—Sn мешает образованию е-структуры в твердом состоянии [47] (размерный фактор подходящий), но факторы, направленные на образование соединения с отношением eja, равным 7/4, в этой системе должны действовать в жидкости скорее в пользу этой структуры, чем любой другой. Структуры е-фазы по существу электронные и предел их существования прежде всего определяется взаимодействием поверхности Ферми и зоны Бриллюэ-на, которые отсутствуют в жидкости при тех же составах. Структура ближнего порядка в жидкости должна стабилизироваться каким-то другим фактором и, судя по низкому аь и Хь и довольно высокому рь, должна образовываться или полярная,или гомеополярная связь. Предполагалось (см.раздел 1), что жидкое олово имеет черты гомеополярной связи серого олова, которая может дать в результате стабильный комплекс TWesSn (где Мез — металл IB), имеющий, возможно, тетраэдрическую конфигурацию, состоящую из четырех атомов, или конфигурацию, кратную этой геометрической единице, с направленными гомеополярными и гетерополярными связями [39]. [c.127] Конечно, можно выразить свойства этих сплавов в виде структурной и температурной зависимости а(к) и объяснить их с помощью теорий Займана [304],Марча [24] и других подобных им теорий, но потребуется больше данных по дифракции, даже если будем иметь удовлетворительную, не основанную на модели свободных электронов теорию [150]. Эта и использованная здесь точки зрения несовместимы, так как, удовлетворительно выразив свойства через g (г) и, следовательно, через а (к), нужно еще объяснить с помощью исходных первоначальных данных о природе и свойствах межатомной связи, почему g (г) изменяется тем или иным образом с изменением температуры и состава. Между тем чувствительность к состоянию электронов в жидкости эффекта Холла и других измерений тоже имеет значение. Почти точно установлено, что поведение эффекта Холла типично для металлической связи (R отрицательна независимо от температуры), так как эта величина не особенно чувствительна к небольшому отклонению от действительно металлического поведения в жидких сплавах (см.ниже). [c.128] что при составе, соответствующем соединению в твердом состоянии, доказательств прочной связи в жидкости может и не быть. Если, как в случае е-структуры в системе Аи—Sn, фаза не может существовать в твердом состоянии, то при плавлении не обязательно будет образовываться структура, способная к упаковке с дальним порядком, что является фактором, ведущим к образованию соединения с намного большей свободой выбора оптимального строения, чтобы удовлетворить всем энергетическим требованиям. Это может привести к связи неодинаковых атомов в жидкости при составе, совершенно отличном от любого твердого соединения. [c.128] Измерения вязкости [394,395] показывают, что вязкость и, следовательно, структура жидкого Mg2Pb больше зависят от температуры, чем вязкость и структура Mg2Sn, а удельное сопротивление обоих мало изменяется с температурой. [c.129] Ранее рассмотрены возможная частично гетерополяр-ная структура этих жидкостей при составе Mg2 , влияние соединения на форму изотермы удельного сопротивления и парциальная молярная энтальпия магния в растворе. Взкость чувствительна лишь к молекулярной структуре жидкости. [c.129] Вернуться к основной статье