Период решетки ограниченных твердых растворов

Периоды решетки ограниченных твердых растворов [c.186]

Данные работ [1, 2] свидетельствуют об узкой области гомогенности этой фазы, лежащей между 21,5 и 22,2% (ат,) Ga, Периоды решетки г. к, фазы определены равными о = 2,5992 2,6013 А, с = 4,2442 -ь 4,2435 А [2] и а = = 2,597 -ь 2,626 А, с = 4,233 н- 4,280 А [3], Периоды решетки ограниченного твердого раствора на основе Си для интервала концентраций О—20% (ат.) Ga приведены в работе [2], [c.377]

Использование рентгеновского метода для построения кривой ограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии (фиг. 40, а) заключается в основном в определении периодов решетки ряда сплавов со структурой а-твердого раствора, гомогенизированных при температуре Тн и закаленных с этой температуры. Предполагается, что при закалке с такой температуры в сплавах не происходит распада пересыщенного а-твердого раствора. По данным измерений строят кривую зависимости периода решетки а-твердого раствора от состава сплавов, как показано на фиг. 41, согласно которой в пределах области а-твердого раствора период решетки изменяется непрерывно по плавной кривой. [c.99]

Растворимость Мп в Al в твердом состоянии, установленная в работе [I] с помощью измерения периода решетки, согласуется с данными предыдущей опубликованной работы (см. Л1. Хансен и К. Андерко, т. I [9]) кривая ограниченной растворимости Мп в А1 в твердом состоянии приведена на рис. 20 (в верхней левой части). Метастабильные пересыщенные твердые растворы на основе А1 можно получить закалкой сплавов из жидкого состояния [1—3]. Согласно работе [I], неравновесное пересыщение твердого раствора может достигать 1,8% (ат.) Мп, а по данным работы [2] — 1,5% (ат.) Мп, [c.63]

Диаграмма состояния (рис. 286) построена по данным термического и рентгеновского анализов [1]. Ограниченно использован металлографический анализ для определения положения границ. Высокотемпературные модификации компонентов образуют непрерывный ряд твердых растворов Р с о. ц. к. решеткой. ПрИ —860° С Р-фаза испытывает эвтектоидный распад P i (a -La) + (a-La), а при — 895° С участвует в перитектоидной реакции р -f (a-Y)5 i (a-La). При 725° С происходит перитектоидная реакция (a-La) + (a-Y) j 6 . В сплаве с 52% (ат.) Y б -фаза была индицирована в предположении г. к. решетки типа Sm а = 3,699 0,007, с = 26,70 0,05 А. В работе [1 ] приводится зависимость периодов решетки нескольких сплавов La—Y от состава и температуры. Диаграмму следует считать предположительной, для ее уточнения необходимы дальнейшие исследования. Изучалась сверхпроводимость ряда сплавов La—Y [2]. [c.154]

Обычно компоненты, у которых атомные периоды решетки отличаются не более чем на 8%, образуют неограниченный ряд твердых растворов замещения на 8—15% —твердые растворы замещения с ограниченной взаимной растворимостью более чем на 15% — не образуют твердых растворов. [c.72]

После построения кривой зависимости периода решетки твердого раствора от его состава сплавы, расположенные около точки Ъ (фиг. 41), отжигают при температуре несколько ниже 1 . Этот отжиг должен быть достаточно продолжительным, чтобы могло установиться равновесие поэтому лучше использовать монолитный образец и потом из него после закалки готовить опилки, как описано выше. Полученные опилки следует снова подвергнуть отжигу для снятия напряжений при основной температуре отжига температура отжига не должна быть более высокой, поскольку это может привести (если предположить, что кривая ограниченной растворимости имеет такую же форму, как на фиг. 40, а) к недостаточному приближению к равновесию и размытым линиям на рентгенограмме от отдельных опилок. Возникновение подобных явлений объясняется тем, что опилки имеют структуру а-фазы после закалки с данной температуры и могут быть приведены в равновесие только через паровую фазу при более высокой температуре. Далее закаленные опилки подвергают рентгеновскому исследованию и по рентгенограммам рассчитывают значения периодов решетки. Если рентгенограммы получаются с двухфазных сплавов, то период решетки а-твердого раствора остается постоянным, как показано крестиками на фиг. 41. Если рентгенограммы получены с однофазных сплавов, имеюп] их структуру а-твердого раствора, то периоды решетки изменяются в соответствии с кривой Таким образом, точка d на кривой фиг, 41 характеризует предельную растворимость в твердом состоянии при температуре Тi. Повторение отжига и закалки опилок при других температурах позволяет построить всю кривую ограниченной растворимости в твердом состоянии. [c.101]

Рентгеновский метод можно также использовать для построения кривых солидуса. Одна из методик построения кривых соли-дуса ничем не отличается от построения кривых ограниченной растворимости компонентов в твердом состоянии. Согласно другой методике, образцы заданного состава закаливают с постепенно повышаюп],ихся температур. Если сплав закаливается с температуры ниже солидуса, то его период решетки остается постоянным, а если с температуры выше солидуса, то Состав находящегося в равновесии с жидкой фазой а-твердого раствора будет отличаться от состава исходного сплава и соответственно изменяется его период решетки. Результаты измерения периода решетки а-твердого раствора нескольких образцов, закаленных с температур выше солидуса, дают возможность построить кривую зависимости периода решетки от температуры и экстраполировать эту кривую до температуры, отвечающей периоду решетки полностью твердого сплава. Однако часто трудно избежать или ограничить спекание порошков сплава в процессе отжига при температурах выше солидуса, в то время как рентгенограммы могут оказаться неясными из-за появления на них дифракционных линий от составляющих, присутствующих в сплаве, закаленном из жидкого состояния. [c.102]

Описанный метод построения границ между фазовыми областями и конод в двухфазных областях тройных систем может оказаться неприемлемым из-за неблагоприятной зависимости периодов решетки твердых растворов от их состава. Так, если кривые равных периодов решетки проходят параллельно границе области ос-твердого раствора, то, хотя кривую ограниченной растворимости и можно построить, определить положение конод будет невозможно, поскольку все сплавы вдоль кривой ограниченной растворимости имеют примерно равные периоды решетки. Период решетки а-твердого раствора в двухфазной области оказывается постоянным для всех сплавов, но в этом случае нельзя определить положение конод. Ситуация еш е больше осложняется, если разрез, на котором лежат сплавы, кривые равных значений периода решетки и коноды приблизительно параллельны друг другу, поскольку в этом случае при изменении состава получается небольшое изменение периода решетки. Отсюда вытекает, что эффективность применения этого метода следует обсуждать в каждом отдельном конкретном случае в связи с характером исследуемой тройной системы. [c.106]

Вопрос об искажении решетки в ограниченных твердых растворах на основе одновалентных благородных металлов был рассмотрен в работах Юм-Розери и сотр. [51, 52] и Оуэна [90]. На фиг. 17 и 18 представлены кривые изменения периода кристаллической решетки в зависимости от валентности растворяемого элемента в двойных системах на основе меди, серебра и золота, по данным Оуэна [90]. Приведенные графики ясно показывают, что разность валентностей играет важную роль при образовании твердых растворов, однако здесь отчетливо видны и отклонения ют обш,ей зависимости, которые пока еще не объяснены. Для того чтобы более четко оценить роль разности валентностей компонентов, Рейнор [94] попытался исключить вклад, вносимый размерным фактором, предположив, что в некоторых твердых растворах эффекты, связанные с электронной концентрацией и с размерным фактором, аддитивны и поэтому их можно анализировать по отдельности. Анализ Рейнора основывается на допущении о том, что при образовании твердых растворов выполняется линейный закон изменения периодов решетки (закон Вегарда), причем в качестве величин, характеризующих размеры атомов, Рейнор использует кратчайшие межатомные расстояния, в связи с чем правомерность такого анализа вызывает некоторое сомнение [80]. [c.186]

Поскольку вдоль линий пересечения граней А А ж А С энергетические разрывы отсутствуют, энергетическая зона целиком ае заполняется, так как при расширении сферы Ферми ее поверхность должна пересечься с гранями С, в связи с чем до заполнения зоны Бриллюэна часть электронов переходит за ее пределы. По этой причине приведенное выше уравнение следует считать приближенным. Значения п для -фаз с идеальным отношением осей и для е-фаз (разд. 7.1), имеющих с/а = 1,550, приблизительно равны 1,745 и 1,721 соответственно (SO]. Именно это и является причиной связи между стабильностью промежуточных фаз, обладающих гексагональной нлотноупакованной структурой, в. содержанием электронов во внутренней зоне Бриллюэна (см. разд. 7. 4,). При подключении внешней зоны, образованной гранями 00.2 и 10.1 , п = 2. Относительные различия между значениями векторов к в и А с, так же как и разница в величине энергетических разрывов, будут определять последовательность и природу взаимодействий и перекрытий между поверхностью Ферми и зоной Бриллюэна. Эти взаимодействия должны происходить при различных значениях энергии для разных граней зоны, что приводит, по мнению Джонса [60], к возйикнове-нию результирующего электронного натяжения , стремящегося деформировать зону Бриллюэна. Интерпретация характера зависимости периодов решетки у -фаз указывает на то, что в этих фазах перекрытие происходит только по граням 10.0 , тогда как в 8-фазах вблизи предельных значений растворимости в твердом состоянии, по всей видимости, происходит дополнительное перекрытие по граням 00.2 [80]. Как установили Джонс [60] и Массальский и Кинг [80], в г]-фазах (которые представляют собой ограниченные твердые растворы на основе цинка или кадмия) электронное перекрытие происходит как по граням 00.2 , так и по граням 10.0 ). [c.196]

Трактовка изменений периода решетки и плотности в сплавах на основе Ni — А1 затруднена тем, что никель является переходным металлом, для которого необходимо допустить наличие нулевой валентности, чтобы иметь возможность считать вышеописанную фазу электронной фазой типа 3/2. Однако образование вакансий было обнаружено также при изучении у-латуней (Юм-Розери и др. [50]), оловянных сплавов (Рейнор и Ли [96]) и ограниченных твердых растворов в системе А1 — Zn (Эллвуд [26, 27]). Во всех этих сплавах переходных металлов нет, и валентности элементов, принимающих участие в образовании сплавов, имеют вполне определенные значения. Фазы типа у-латуней были исследованы в двух двойных системах Сц — А1 и Си Ga (Юм-Розери и др. [501). Исследование периодов решетки и плотности в системе Си — А1 показало, что при увеличении содержания алюминия вплоть до 35,3 ат.% число атомов на элементарную ячейку остается постоянным, равным приблизительно 52, а при дальнейшем увеличении содержания алюминия оно начинает постепенно падать. Аналогичный эффект наблюдается и в системе Си — Ga при введении в у-фазу более 35,4 ат.% галлия. Результаты исследования истем Си — AI и Си — Ga представлены на фиг. 27. В работе Юм-Розери и его сотрудников [50] образование вакантных узлов в структуре у-фаз интерпретируется на основе теории зон Брил-люэна для у-латуней. При этом предполагается, что как нормальная, так и дефектная структура могут содер кать не более 87— 88 электронов на элементарную ячейку, чтобы не превысить определенную величину электронной концентрации — около 1,68— 1,7. Оказалось, что структура высокотемпературной б-фазы в системе Си — Zn сходна с дефектной структурой улатуней в том отношении, что она также характеризуется наличием большого числа дислоцированных атомов и вакантных узлов. [c.202]

Область применения рентгеновского мето-д а. Как было указано в главе 23, в настояш,ее время нет об-uiero мнения относительно стадии, на которой должны быть применены рентгеновские методы при построении диаграмм состояния. Всегда желательно, чтобы рентгенограммы были сняты с каждой фазы системы и с достаточного числа промежуточных сплавов, чтобы убедиться, что не пропуш ены какие-либо другие фазы. При нахождении положения кривых растворимости в твердом состоянии рентгеновский метод ценен особенно в тех случаях, когда область твердого раствора уменьшается с понижением температуры и очень мелкие выделившиеся частицы могут быть не замечены при исследовании сплавов под микроскопом. В литературе есть немало примеров, когда в результате применения рентгеновских методов определения периода решетки удавалось установить, что область твердого раствора при низких температурах оказывается более ограниченной, чем показало предварительное исследование микроструктуры. В некоторых случаях метод микроисследования приводил к ошибке скорее вследствие применения неправильного режима при отжиге, чем из-за недостатка метода микроанализа однако несомненно, что рентгеновский метод определения периода решетки, примененный со всеми предосторожностями, оказывается, обычно лучшим методом дл)я исследования при пониженных температурах. В об1ласти более высоких температур лучше сначала провести предварительные исследования системы методами термического и микроанализа, использовать их возможно полнее для построения диаграммы, а затем применить рентгеновский метод для решения вопросов, для которых классические методы оказываются непригодными. Микроскопическое исследование разрешает установить много факторов, как ликвацию в слитке или распад при закалке, а подобные данные экономят много времени при последующем рентгеновском исследовании. [c.256]

Камера КРОС предназначена для получения от поликристаллического образца ограниченного числа линий (одна-две) при большом угле 0, обеспечивающих (при известной структуре объекта) наиболее точное измерение периода решетки и связанных с ним характеристик материала — состава твердого раствора, зональных напряжений, а также характеристик структуры материала, связанных с шириной линии (дисперсность кристаллитов, плотность дислокаций), интенсивностью (мозаичнаяструк- [c.119]

Как показали Даркен и Гарри [22], для большинства металлов коэффициент Пуассона равен - 0,3, и, следовательно, AF2/AF1 составит около 1,6, т. е. увеличение объема всей массы металла будет больше, чем увеличение объема полости. Описанная выше модель может быть перенесена на твердые растворы, в которых роль расширяющейся полости выполняют места, занимаемые атомами растворяемого элемента, а роль матрицы — основная масса металла-растворителя. По аналогии с рассмотренной моделью мы можем ожидать, что при образовании твердого раство-ра замеш ения замена атомов растворителя (полость) атомами растворяемого элемента, отличаюш,имися несколько большими размерами (несжимаемая жидкость), приведет к некоторому расширению металла. Оценки энергии деформации при таком расширении, сделанные рядом авторов (Даркен и Гарри 122], Эшелби [28]), показали прямую связь между пределами ограниченной растворимости в твердом состоянии и правилом 15%-ной разницы Юм-Розери. Определение периодов решетки твердых растворов также показало качественное согласие с вышеописанной моделью, однако в некоторых случаях наблюдается расширение решетки, даже если атомы растворяемого элемента оказываются меньше по сравнению с атомами растворителя. Это противоречие объясняется, по-видимому, трудностями достоверной оценки размеров атомов, а такя е является следствием влияния других факторов, например электронной концентрации, электрохимических эффектов, статических искажений и т. п., под действием которых размер атома растворяемого элемента в чистом веп],естве может значительно отличаться от его размера в твердом растворе. [c.172]

Представленная на рис. 230 диаграмма состояния построена по данным дифференциального термического анализа, рентгеновского исследования и металлографического анализа ограниченного количества образцов для определения положения границ. Как видно, на диаграмме при высоких температурах существует область.непрерывного твердого раствора . Фаза , имеющая о. ц. к. решетку, участвует в двух изотермических реакциях перитектоидной (a-Gd) + (a-La) при —1025°С и эвтектоидной (a-La) + (а -La) при —855° . При 840° С в системе протекает еще одна эвтектоидная реакция (a-La)+ (a-Gd) т jlt 6 . Сообщается, что 6 -фаза имеет г. к. решетку типа Sm, периоды которой меняются с составом. При 30% (ат.) La а= 3,667 0,001 А, с= 26,482 0,007А. [c.36]

Из графика видно, что, во-первых, с увеличением содержания растворяемых компонентов ЗпТе -Ь РЬЗ период решетки уменьшается, т. е. образуется деформированная кристаллическая решетка. Во-вторых, в тройной системе РЬТе — ЗпТе — РЬЗ образуется ограниченный ряд твердых растворов. Предел растворимости близок к 20 мол,% (ЗпТе РЬЗ). Причиной образования ограниченных рядов твердых растворов является различие в значениях как ионных радиусов аналогов, так и параметров решеток исходных компонентов [6]. [c.33]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...