- •Часть I. Элементы кристаллографии лекция №1. Фазовое равновесие.
- •Лекция №2 Основы закономерности строения кристаллов.
- •Лекция №3 Геометрия пространственной решётки
- •Лекция №4 Важнейшие кристаллографические формулы
- •Лекция №5 Симметрия кристаллов. Системы трансляции.
- •3C4, 4c3, 6c2, 9p, 1z.
- •Лекция №6- Основные понятия кристаллохимии.
- •Лекция № 7. Термодинамика фазовых превращений
- •Лекция №8 Механизм процесса кристаллизации
- •Часть II. Теория сплавов. Диаграммы состояния лекция №9 Основные типы взаимодействия в твердом состоянии
- •Лекция №10 Промежуточные фазы в сплавах
- •Лекция №11 Правило фаз
- •Общие замечания по построению диаграммы состояния.
- •Лекция 12 Диаграммы состояния1-го и 2-го родов
- •Лекция №13 Диаграммы состояния 3-го и 4-го родов
- •Лекция №14 Обзор диаграмм состояния двойных систем
- •Лекция №15 Системы с тремя компонентами.
- •Часть III. Элементы фрактального анализа лекция 16 Фрактальный анализ микроструктур
- •Приборостроения и информатики
- •Курс лекций
Лекция №10 Промежуточные фазы в сплавах
1. Твердые растворы на основе химического соединения.
Установлено, что способность к образованию твердых растворов присуща не только чистым элементам, но и химическим соединениям. В этих случаях сохраняется решетка химического соединения АnВm , но избыточное количество атомов, напримерВ, растворяется, заменяя в решетке какое-то количество атомовА. Возможно также растворение и третьего элементаСв химическом соединении. В этом случае атомыСзаменяют в узлах кристаллической решетки атомыАилиВ.
Очевидно, что при образовании твердых растворов на базе химического соединения формула химического соединения уже не отвечает действительному соотношению атомов в соединении.
Образование твердых растворов на базе химических соединений может сопровождаться и тем, что отдельные узлы в решетке оказываются незанятыми атомами. Такие твердые растворы на базе химических соединений называются растворами вычитания.
2. Упорядоченные твердые растворы.
В обычных твердых растворах атомы растворенного элемента распределяются в решетке растворителя беспорядочно. Однако при известных условиях атомы занимают определенные места в узлах решетки, т. е. переходят к упорядоченному расположению. Подобный процесс называют упорядочением, а твердый раствор в таком состоянии – упорядоченным.Процесс упорядочения является диффузионным (т.е. превращение сопровождается перемещением атомов). Упорядочение может быть полным и неполным. При упорядочении изменяются периоды решетки, но не изменяется ее строение.
Упорядоченные твердые растворы являются промежуточными фазами между химическими соединениями и твердыми растворами. В отличие от химических соединений, онисохраняют решетку растворителя.
3 Электронные соединения (фазы Юм – Розери)
Этот вид соединений образуется между двумя металлами из следующих групп: Сu, Аg,Au,Fe,Co,Ni,Pd,Ptcодной стороны иBe,Zn,Cd,Al, Sn, Si –cдругой. Соединения эти, как показал английский физик Юм – Розери, характеризуются определенным отношением валентных электронов к числу атомов (3/2, 21/13 или 7/4), причем каждому отношению соответствует определенная кристаллическая решетка. Обычно, в системе наблюдаются все три фазы. Например, в системе Сu–Znсоединение Сu1Zn2(отношение валентных электронов к числу атомов равно 3/2) имеет решетку ОЦК, соединение Сu5(1)Zn8(2)(21/13) имеет сложную кубическую решетку, содержащую 52 атома на ячейку и, наконец, соединение Сu1Zn32(7/4) имеет гексагональную решетку.
В фазах Юм – Розери нет упорядоченного расположения атомов.Это отличает их от химических соединений. Однако, у них определенное соотношение атомов и отличная от составляющих элементов кристаллическая решетка – т.е. признаки химического соединения.
4. Фазы Лавеса.
Названы в честь английского физика Лавеса. Имеет стехиометрическую формулу АВ2, образуются между элементами, атомные диаметры которых находятся приблизительно в соотношении 1:1,2.
Большинство фаз Лавеса может быть отнесено к следующим трем типам:
Тип МgCu2(имеет сложную кубическую решетку)
Тип МgZn2(сложная гексагональная решетка)
Тип МgNi2(сложная гексагональная решетка, но отличается от МgZn2)
Встречаются как упрочняющие фазы в жаропрочных сплавах.
8.Фазы внедрения.
Образуют металлы переходных групп с металлоидами, имеющих малый атомный радиус.(Н, N,C). Фазы внедрения образуются, если отношение атомного радиуса металлоида к атомному радиусу металла равно или меньше 0,59. В этом случаеатомы металла образуют простые решетки, а атомы металлоида внедряются в поры такой решеткив определенные места.В этом состоит особенность строения решеток фаз внедрения.
Эти фазы удовлетворяют условиям, характеризующим химические соединения они имеют соотношение атомов, укладывающиеся в простые формулы и образуют решетки, отличные от решеток элементов, составляющих данную фазу внедрения.