А.А. Клопотов, а.И. Потекаев, э.В. Козлов, ю.И. Тюрин, к.П. Арефьев, н.О. Солоницина, в.Д. Клопотов

затвердеванияобразуютодиннепрерывный твердый растворвовсейдиаграмме, причемэтосостояниераспространяетсядонизких темпе- ратур(рис. 4.4.2).Вдвух системахTi-Ni,Ti-Cuсуществуютпромежу- точныеинтерметаллические соединения. Установлено,что вобласти эквиатомногосостававбинарных системах TiCuиTiNiструктурынеявляютсяизоморфотропными. КристаллическаяструктурафазыTiCu отвечаеттетрагональной решеткетипаВ11(см.рис. 4.4.3). Соедине-ниеTiCu(4852ат.% Cu)образуется конгруэнтнопри984С[27]. ИнтерметаллическоесоединениесоструктуройВ2TiNi(4852ат.% Ni при1000С)плавитсясоткрытыммаксимумомпри1240С[27].Приэтомпроисходит морфотропный переходпополитермическомуразрезуTiNi-TiCuиз В2фазывВ11 через промежуточнуюфазупри замещенииатомовNi наатомыCu.

Диаграмма системы Ti-Ni-Cuотносится кэвтектическому типу3[52].В даннойработеосновноевниманиеуделеноисследованию струк- турно-фазовых состояний сплавов, принадлежащихк политермическомуразрезу TiNi-TiCu. Поскольку этот разрез принадлежиткквазидвойным системам,тосистему TiNi-TiCuможносчитатьвторичной. В [53] пока-зано,чтокристаллизация сплавовизквазибинарного разреза TiNi-TiCu начинаетсявобластибогатых Ni составов и находится вравновесиискристаллами соединенияTiNiпрактическидообразования эвтектики. Область твердого растворанаосновеэтойфазыпри 960С (ЖTiNi+TiCu)несколькосужается с понижениемтемпературы.

3. Электронная конфигурация атомов и кристаллическаяструктура сплавов в системах Ti-Ni иTi-Cu

Необходимо отметить,что вданной системетриобразующихсплав элемента, дваизкоторых обладают электронной конфигураци-ей спочти заполненной3d-полосой(Niи Cu) итретий заметно отли-чаются.Этодолжнопроявитьсявобразованииистабильностиинтер- металлическихсоединений. Действительно,простая диаграмманарис.4.4.3показываетсложную эволюцию кристаллических структуривеличинуобластейихгомогенностивсистемах Ti-NiиTi-Cuвза- висимостиотчисла (s+d)-электроновнаатомиотсутствие таковойдлясистемыCu-Ni.ВсистемеCu-Ni разница междукомпонентамивчислеэлектронов,находящихсявнедостроенных электронныхобо- лочкахминимальна,минимальнаиразницавразмерахатомов

Глава4 кристаллогеометрия структур в системах ti-ni-me

(R_Cu= 0,1278нм, R_Ni= 0,1246 нм), что и отражает общую закономер- ность Юм-Розери [29] по неограниченной растворимости этих эле- ментов при их сплавлении.

Рис. 4.4.3. Кристаллические структуры фаз

в системах Ti-Ni и Ti-Cu и Cu-Ni в зависимости от числа

(s+d)-электронов на атом и их области гомогенности

Отметим,чтоатомыодногоизкомпонентовобладают электрон-нойконфигурациейспочти заполненной 3d-полосойNi –[Ar] 3d⁸4s²; второго– сполностью заполненной 3d-полосой (Cu–[Ar]3d¹⁰4s¹);третьего элементаTi – снезаполненной3d-полосой–[Ar]3d²4s².Ти-

А.А. Клопотов, а.И. Потекаев, э.В. Козлов, ю.И. Тюрин, к.П. Арефьев, н.О. Солоницина, в.Д. Клопотов

танимеет4электронавнедостроенной 3d-полосе,поэтомуприобра- зовании твердых растворовзамещениясэлементами,обладающимивнедостроенныхоболочкахболее4электронами,должны стабилизи-роваться фазы,воснове которых лежатОЦК-решетки[54]. Этоиимеет местовсистемах приTi-NiиTi-Cuвобласти эквиатомногосо-става.Всистеме Ti-Cuкристаллическиеструктуры интерметалличе- ских соединений имеютособыйхарактервсвязисобразованиемумедиустойчивой3d¹⁰оболочки.Этопроявилосьвтом,что приэлек-

тронной концентрации от 6 до 9 эл./ат в системе Ti-Cu существуют соединения, имеющие узкие области гомогенности и обладающие длиннопериодическими кристаллическими структурами.

Всплавахквазибинарного разреза TiNi-TiCu (область3нарис.4.4.2)заменаNi на Cu(атомовснедостроенной 3d¹⁰оболочкой наатомысдостроенной3d¹⁰оболочкой)иприводиткморфотропномупереходу В2-В11. Такое замещениеатомов никелянаатомымедибу- детувеличивать среднеечислоэлектроновнаатом(рис. 4.4.3)и,как следствие,приводитькизменению сил межатомноговзаимодействия.Этопроявляетсяврасширениитемпературнойобластисуществова-ниякубическойобъемно-центрированной решеткиисмене последо- вательностейМП[42].

Резюме

В исследуемых системах наблюдаются разные последовательности морфотропных переходов. В системе TiCu:A3L6₀С11_b

B11Ti₃Cu₄Ti₂Cu₃D0_aD1_aA1 (TiTi₃CuTi₃Cu

TiCuTi₃Cu₄Ti₂Cu₃TiCu₃TiCu₄Cu). В системе Ti-Ni:A3E9₃B2D0₂₄A1 (TiTi₂NiTiNiTiNi₃Ni). В сис- темеNi-CuотсутствуетцепочкаморфотропныхФП:Ni(Ni,Cu)

Cu (A1A1). На других системах показано, что разный вид «цепо- чек» морфотропных переходов проявляется в разном характере концен- трационных зависимостей плотности упаковки и сверхструктурного сжатия, причем это отражает их тесную взаимосвязь: чем больше плот- ность упаковки в структуре, тем больше должна быть и величина сверх- структурного сжатия.

Диаграмма системы Ti-Ni-Cu относится к эвтектическому типу. В данной работе основное внимание уделено исследованию структурно- фазовых состояний сплавов, принадлежащих к политермическомураз-