Интерметаллические соединения
Интерметалли́д (интерметаллическое соединение) — химическое соединение из двух или более металлов. Интерметаллиды, как и другие химические соединения, имеют фиксированное соотношение между компонентами. Интерметаллиды обладают, как правило, высокой твёрдостью и высокой химической стойкостью. Очень часто интерметаллиды имеют более высокую температуру плавления, чем исходные металлы. Почти все интерметаллиды хрупки, так как связь между атомами в решётке становится ковалентной или ионной (например, в ауриде цезия CsAu), а не металлической. Некоторые из них имеют полупроводниковые свойства, причём, чем ближе к стехиометрии соотношение элементов, тем выше электрическое сопротивление. Никелид титана, известный под маркой «нитинол», обладает памятью формы - после закалки изделие может быть деформировано механически, но примет исходную форму при небольшом нагреве.
Некоторые из металлов могут реагировать друг с другом очень активно. Например, реакция цинка и никеля при температурах выше 1000 °C носит взрывной характер.
Примеры интерметаллидов
Фазы Лавеса;
Магниевые интерметаллиды: MgB2;MgZn; MgY; MgTl; AgMg; Mg2Ge; Mg2Sn; Mg3Sb2;
Натрий-оловянные интерметаллиды: NaSn3; NaSn2; NaSn; Na4Sn3; Na2Sn; Na4Sn;
Другие: GaAs (арсенид галлия); Au4Al; Cu2MnAl; Cu9Al4; NiTe2SmCo5; Fe3Ni; Ni2In; LaNi5; CeMg12; Nb3Sn; Ni3Al; Ni3Nb; Ti3Al; Al2Cu; K4Pb;
И многие другие.
Исследование сплавов методом физико-химического анализа
Физико-химический анализ
[physicochemical analysis] — совокупность методов исследования зависимости свойств металлов, сплавов, шлаков и т. п. от параметров состояния (давления, температуры и др.). Физико-химический анализ сформировался в начале XX в. Его основоположник академик Н. С. Курнаков. Физико-химический анализ изучает природу и состав образующихся в системе фаз, не прибегая к их выделению и анализу. В основе физико-химического анализа лежат: 1) принцип непрерывности и 2) принцип соответствия, сформулированый Н. С. Курнаковым: 1) при непрерывном изменении параметров, определяющих состояние системы, свойства ее отдельных фаз изменяются непрерывно, тогда как свойства системы в целом изменяются непрерывно, но при условии, что не возникают новые фазы и не исчезают старые; 2) каждому комплексу фаз, находящемуся в данной системе в равновесии, соответствует на диаграмме определённый геометрический образ. Эти принципы лежат в основе представлений о диаграммах состояния и экспертных методах их построения. С диаграммами состояния неразрывно связаны диаграммы состав-свойство. В комплексе эти диаграммы характеризуют не только состояния сплавов в зависимости от состава, температуры, давления, но одновременно их физико-химические свойства при заданных параметрах равновесия.
Металлография
Металлография (от металлы и ...графия), наука о структуре металлов и сплавов; составная частьметалловедения. М. изучает закономерности образования структуры, исследуя макроструктуру имикроструктуру металла (путём наблюдения невооруженным глазом либо с помощью светового и электронного микроскопов), а также изменения механических, электрических, магнитных, тепловых и др. физических свойств металла в зависимости от изменения его структуры. Для изучения микроструктуры используют, кроме того, рентгеновскую дифракционную микроскопию. Исследование структуры необходимо для нахождения связи "структура — свойство", а установление закономерностей образования структуры — для прогнозирования на основе этой связи свойств новых сплавов. Например, прочность однофазных сплавов связана с размером зерна; при наличии включений второй фазы расстояние между включениями влияет на прочность и температуру рекристаллизации сплава; от размера и количества включений второй фазы зависят магнитные свойства ферромагнитных материалов.
Макроструктура характеризуется формой и расположением крупных кристаллитов (зёрен), наличием и расположением различных дефектов металлов, распределением примесей и неметаллических включений. Микроструктура металлического материала определяется формой, размерами, относительным количеством и взаимным расположением кристаллов отдельных фаз или их совокупностей, имеющих однообразный вид. Под тонкой структурой (субструктурой) понимают строение отдельных зёрен, определяемое расположением дислокаций и др. дефектов кристаллической решётки.
Формирование и изменение внутреннего строения металла (структуры) происходит в результате фазовых превращений при нагреве или охлаждении металла, а также вследствие пластической деформации, облучения, отдыха, рекристаллизации, спекания и т.д. Структура литого металла, формирующаяся в результате возникновения и роста в расплаве центров кристаллизации, зависит от скорости охлаждения расплава, содержания примесей, направления отвода тепла и др. факторов. Увеличение скорости охлаждения может, например, приводить к измельчению зерна. Размер зерна можно изменить, подвергнув металл пластической деформации и рекристаллизации. Микроструктура резко изменяется при протекании в твёрдом металле фазовых превращений, которые могут быть вызваны изменением температуры или всестороннего давления. И в этом случае структура зависит от условий, в которых проходит превращение, главным образом от температурного интервала и скорости охлаждения, а также от особенностей строения кристаллических решёток фаз, участвующих в превращении. Например, размеры выделений второй фазы и расстояние между ними уменьшаются, если превращение проходит при низких температурах или ускоренном охлаждении. Субструктура металла изменяется при фазовых превращениях, а также при пластической деформации и рекристаллизации. Например, после сильной деформации дислокации могут образовать скопления, разделяющие зёрна на отдельные фрагменты.
Помимо закономерностей образования структуры, М. изучает условия и причины возникновения при кристаллизации, пластической деформации и рекристаллизации текстуры металлов, которая обусловливает анизотропию свойств поликристаллического материала.
Thermal analysis — Термический анализ.
Метод определения превращений в металле в зависимости от температуры. Метод обычно используется для определения некоторых критических температур, необходимых для построения фазовых равновесных диаграмм.