Интерметаллиды

Интерметаллических соединений (интерметаллические соединения, Металиди, интерметаллиды) ( рус. интерметаллиды, англ. intermetallic (compound), нем. Intermetalliden pl) - это химические соединения между металлами, которые образуются в результате взаимодействия компонентов при сплавлены, конденсации из пара, а также при реакциях в твердом состоянии вследствие взаимной диффузии (при химико-термической обработке), при распаде пересыщенного твердого раствора одного металла в другом, в результате интенсивной пластической деформации при механоактивации . Для интерметаллидов характерен преимущественно металлический тип химической связи и специфические металлические свойства. Однако среди них есть также солеподибни соединения с йоним связью (Mg 2 Si, Mg 2 Ge), с промежуточным - Иона-металлическим (Ni 2 In) и ковалентно-металлическим (NiAs), а также (реже) с ковалентной свя связью. Интерметаллических соединений отличаются от сплавов упорядоченностью расположения атомов в кристаллической решетке.

Различают интерметаллиды постоянного состава - дальтониды и переменного состава - бертолиды.


1. Структура

Кристаллическая структура интерметаллических соединений зависит от геометрических и электронных факторов атомов и является устойчивой в пределах, определяемых составом, температурой и давлением (области гомогенности). Среди интерметаллидов следует выделять электронные соединения (фазы Юм-Розера), с плотно упакованными структурами (фазы Лавеса, Франка-Каспера, Новотного), фазы Зинтля (ионные соединения). Главный и определяющий фактор в образовании фаз Юм-Розера - это электронная концентрация n, равной отношений числу валентных электронов к числу атомов в кристаллической решетке. Например, фазы системы Cu-Zn: CuZn (n = 3/2), Cu5Zn3 (n = 21/13), CuZn3 (n = 7/4). Для фаз Лавеса определяющим является также размерный или геометрический фактор r A / r B, который определяет плотность упаковки структуры. Эти фазы (MgCu 2, MgZn 2, MgNi 2) возникают при взаимодействии атомов, для которых отношение r A / r B близко к 1.22 (на практике 1.1-1.4). Фазы Зинтля (Zintl) является продуктом реакции между щелочными, щелочноземельными металлами и элементами 13, 14, 15 или 16 групп. Например, K 8 In 11, Na 2 Tl, Na 7 Sn 12, Ba 3 Si 4, ​​Sr 11 Cd 6 Sb 12.

Интерметаллиды постоянного (точечного) состава - надструктуры (ZrNiAl, CeCo 3 B 2, NdMo 2 Fe 11, Mg 6 Cu 16 Si 7). Твердые растворы и фазы замещения (Ag 2-x Al x), вычитание (Ni 1-x Al) и включения (гидриды, карбиды, нитриды).

Классификация Пирсона основана на выявлении характерных плотных и плоских (или почти плоских) сеток и последовательностей их укладки в структурах соединений. В основе систематики Крипякевича лежат координационные характеристики (полиэдры) атомов меньшего размера.


2. Свойства

Физични и химические свойства интерметаллидов зависят больше от природы химической связи, чем от структуры. Ионные интерметаллиды имеют свойства, характерные для солей: высокую температуру плавления, заниженную (по сравнению с металлическим типом) электропроводность, существование на диаграммах состояния узких областей гомогенности. Для интерметаллидов с металлическим типом связи характерные свойства металлов, например, способность к пластической деформации. Все же многие интерметаллидов характеризуются низкой пластичностью и предоставляют хрупкости сплавам.


3. Применение

Магнитные материалы - SmCo 5, Fe 3 Ni, MnCu 2 Al, Nd 2 Fe 14 B.

Сверхпроводники - Nb 3 Sn, Nb 3 Ge, V 3 Si.

Полупроводники - GaAs, CrSi 2, Mg 2 Sn.

Аккумуляторы водорода - LaNi 5, CeMg 12.

Меркуриды AuHg 2, Au 2 Hg, Au 3 Hg применяются для извлечения золота.

Источники