2. Химические соединения.
Характерными особенностями химических соединений являются:
—кристаллическая решетка соединения отличается от решеток компонентов его образующих;
—в соединении сохраняется простое, кратное соотношение компонентов, что позволяет выразить химическое соединение простой формулой AmBn;
—свойства соединения отличаются от свойств компонентов его образующих;
—температура плавления химического соединения всегда постоянна.
—образование химического соединения сопровождается значительным тепловым эффектом.
В отличие от твердых растворов, химические соединения обычно образуются между компонентами, имеющими различие в электронном строении атомов и кристаллическими решетками (Mg3Sb, MgS, Mg2Pb).
Соединения одних металлов с другими называются интерметаллидами.
Соединения металлов с неметаллами (нитриды, карбиды), которые могут обладать металлической связью, называются металлическими соединениями.
Существует два вида химических соединений:
Фазы внедрения. Такие металлы, как Fe, Mn, Cr, Mo и некоторые другие образуют с C, B, N, H2, то есть с элементами с малым атомным радиусом, фазы внедрения (карбиды, нитриды, бориды, гидриды). Такие соединения имеют формулу: A4B (Fe4N); A2B (W2C); AB (TiC). Такие соединения обладают высокой твердостью.
Рассмотренные выше твердые растворы внедрения образуются при значительно меньшей концентрации второго компонента (C, N, B, H2) и имеют кристаллическую решетку металла растворителя, тогда как фазы внедрения получают кристаллическую решетку, отличную от решетки основного металла.
Если не выполняется
условие:
0,59,
то на базе фаз внедрения легко образуются
твердые
растворы вычитания.
В таких растворах часть узлов решетки,
которые должны быть заняты атомами
одного из компонентов, оказываются
свободными, а в избытке присутствует
другой компонент (NbC,
TiC).
Электронные соединения. Они образуются чаще всего между одновалентными металлами (Cu, Ag, Au, Li) или металлами переходных групп (Fe, Co, Mn) с одной стороны, и простыми металлами с валентностью от 2 до 5. Соединения такого типа имеют определенное отношение числа валентных электронов к числу атомов, то есть определенную электронную концентрацию, от которой зависит тип кристаллической решетки соединения.
Электронные соединения, подобно обычным химическим соединениям, имеют кристаллическую решетку, отличную от решетки образующих компонентов. Но, в отличие от других химических соединений, электронные соединения образуют с компонентами, из которых они состоят, твердые растворы в широком интервале концентраций.
3. Механические смеси.
У сплавов в виде механической смеси кристаллов при затвердевании атомы легирующего элемента, а также атомы растворителя располагаются по отдельности, образуя собственные кристаллы. Микроструктура таких сплавов представляет собой смесь зерен различных компонентов. Механические смеси имеют более высокую прочность, по сравнению с основными металлами. Из-за своих свойств они с трудом поддаются обработке давлением.
(Например, механическую смесь образует сплав Pb и Sb, гарбтейл, и Fe с C при высоком содержании углерода).
Строение металлических сплавов зависит от того, в какие взаимодействия вступают компоненты их образующие. При полной взаимной растворимости компонентов в твердом состоянии микроструктура представляет собой зерна твердого раствора. Аналогичную структуру будут иметь сплавы, у которых количество растворимого компонента не превышает его предельной растворимости при нормальной температуре.
При ограниченной растворимости компонентов могут образовываться структуры, состоящие из смеси двух или более фаз (твердый растворхимическое соединение).
Если в сплаве растворимый компонент превышает предельную концентрацию, то может образоваться структура, состоящая из основного твердого раствора и выделившихся частиц другого твердого раствора на базе химического соединения.