Файл: Шиняев А.Я. Фазовые превращения и свойства сплавов при высоком давлении.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.07.2024
Просмотров: 111
Скачиваний: 0
стройки атомов. Пр и таких значениях параметров |
образуются, |
||
как |
правило, устойчивые при нормальном давлении |
соединения. |
|
При |
больших значениях Am и п образуется обычно |
струк |
|
тура |
соединений типа окислов. Н а рис. 131 представлено |
распре |
деление ионных и ковалентных связей в зависимости от значе ний Ах и п по Моозеру и Пирсону [43] .
В |
работе [42] в качестве основы д л я образования |
соединений |
||||||||||
взята характеристика G, величина которой определяется по урав |
||||||||||||
нению: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
G = 2d,/,-/SdI-, |
|
|
|
|
|
|
(5.10) |
||||
где /; — число обобщенных электронов |
атома І, участвующих в |
|||||||||||
образовании химических |
связей |
в соединении; di — число |
атомов |
|||||||||
вида |
і в соединении. Интегральные значения G принимают |
зна |
||||||||||
чения |
1, 2, 3... д л я |
1-го, 2-го и 3-го и т. д. периодов |
системы |
эле |
||||||||
ментов. Согласно |
этому |
правилу из элементов к а ж д о й |
группы |
|||||||||
возможно |
образование |
только |
таких |
соединений, |
д л я которых |
|||||||
значение G равно целочисленному значению, равному |
номеру |
|||||||||||
группы. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Савицкий и |
Гибуля |
[44] осуществили |
прогнозирование |
со |
||||||||
единений |
типа |
АзВ, А 2 В и АВ |
на основе |
использования |
элект |
|||||||
ронно-вычислительной машины |
(ЭВМ ) д л я анализа |
физических |
свойств элементов периодической системы: термодинамических характеристик, кристаллической структуры и физических свойств.
Проведенная авторами оценка информационной способности |
||
различных характеристик в распознавании соединений |
показа |
|
ла, что 90% правильной информации дает электронное |
строение |
|
'атомов. Обучение |
машины проводилось на основе данных элект |
|
ронного строения |
и других характеристик изолированных ато |
мов, являющихся компонентами 332 известных соединений и 811
примеров, исключающих образование |
соединений. |
|
Путем комбинирования 104 элементов периодической |
систе |
|
мы в работе [44] было прогнозировано свыше 3000 соединений |
||
типа АзВ (известно 332), более 2000 |
соединений типа А 2 В (из |
|
вестно 136) и более 2000 соединений |
типа АВ (известно |
172 со |
единения) . При этом наибольшее число соединений всех трех типов приходится на редкоземельные элементы. Полученный в работе [44] результат свидетельствует о больших резервах син
теза соединений. |
Нет сомнения в том, что значительная |
часть |
прогнозированных |
соединений может быть синтезирована |
толь |
ко р аномальных |
условиях, в частности при высоких д а в л е н и я х . |
ЛИТЕРАТУРА |
|
|
|
|
|
|
|
||
1. |
Н. |
Т. Hail. |
J. Chem. Education, 1961, 38, 484. |
|
|||||
2. |
О. |
И. Лейпунский. |
Успехи |
химии, 1939, 8, |
вып. |
10. |
|||
3. |
R. |
Вегтап, |
F. Simon. Z. Elektrochem., |
1952, 56, |
480. |
||||
4. |
F. P. Bundy. Metallurgy |
at |
High Pressure |
and |
High Temperature. N. Y.— |
||||
|
London, Cordon and |
Breach |
Sci. Publ., |
1964. |
|
|
|||
5. |
H. Liander, |
E. Lundblad. |
Arkiv. kemi, |
1960, |
16, N 9, 139. |
||||
6. |
F. P. Bundy. |
Ind. Diamon. Res., 1969, 29, N |
342, |
212. |
7.R. H. Wentorf. J. Phys. Chem., 1965, 69, 3063.
8.F. P. Bundy. J. Chem. Phys., 1963. 38, N 3, 618.
9.F. P. Bundy. J. Chem. Phys., 1963, 38, N 3, 631.
10. |
R. |
B. Aust, |
H. |
G. |
Drickamer. |
Science, |
1963, |
140, |
617. |
|
|
|
||||||
11. |
F. |
P. Bundy, |
J. S. |
Kasper. |
J. |
Chem. Phys., |
1967, |
46, |
N |
9, 3437. |
|
|||||||
12. |
H. |
T. Hall, L . A. Compton. |
Inorg. Chem., |
1965, |
4, |
N |
8, |
1213. |
L . |
Oppegard, |
||||||||
13. |
T. |
J. Swoboda, |
P. Arthur, |
N. L . Cox, |
I . |
N. Ingraham, |
A. |
|||||||||||
|
M. |
S. Sadler. |
J. Appl. Phys, |
1961, 32, 3745. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
14. |
Karl-Axel |
Withelmi. Preparative |
and Structural Studies on Chromium Oxi |
|||||||||||||||
|
des |
and |
Chromates. Stockholm, |
1966. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
15. |
Karl-Axle |
Wilhelmi, |
Olga Jonsson. |
Acta chem. scand., 1958, 12, 1532. |
||||||||||||||
16. |
B. |
L . Chamberland. |
Mater. |
Res. |
Bull., |
1967, |
2, |
827. |
|
|
|
|
||||||
17. |
И. |
А. Бенделиани, |
С. В. Попова, |
Л. Ф. |
Верещагин. |
Геохимия, |
1966, |
№ 5, 439. |
18.М. D. Bonus, Т. В. Beed, Н. С. Gatos, М. С. Lavina, J. A. Katalas. J. Phys. Chem. Solids, 1962, 23, 971.
19. |
В. |
T. |
Matthias, |
T. |
Geballe, |
S. Geller, E. Corenzwit. |
|
Phys. |
Rev., |
1954, |
95, |
1435. |
|||||||
20. |
E. |
Г. |
Понятовский, |
А. |
Г. |
Рабинькин. |
ФММ, |
1970, |
30, |
№ 3, |
606. |
|
|
||||||
21. |
D. |
Hohnke, |
E. |
Parthe. Acta |
crvstallogr., 1966, 21, |
435. |
|
|
|
|
|
||||||||
22. |
R. |
Wang, H. Steinfink. |
Inorg. "Chem., |
1967, |
6, |
1685. |
|
|
|
|
|
||||||||
23. |
Л'. |
L . Eatough, |
H. |
T. Hall. |
Inorg. Chem., |
1969. |
8, |
N 7, |
1439. |
|
|
|
|
||||||
24. |
R. |
J. |
Brondmayz, |
Sam |
Divita. |
Amer. Ceram. Soc. |
Bull., 1965, |
44, |
N 9, 724. |
||||||||||
25. |
N. |
L . Eatough. |
Diss. Doctor of |
Philosophy. High |
Pressure, High |
Temperatu |
|||||||||||||
|
re |
Syntheses Diantimonides |
and |
Th3 P4 |
Polymorphos. Brigham |
Young |
Univ., |
||||||||||||
|
August 1968. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
26. |
R. |
Chang, |
C. G. Rhodes. |
J. Amer. Ceram. Soc, |
1962, 45, |
N 8, |
379. |
|
|
||||||||||
27. |
Л. X. Пивоваров, |
С. И. Яншин, |
А. Л. Семерган, |
М. П. Баскин. |
ФММ, |
1964^_ |
|||||||||||||
|
17, вып. 4, |
606. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
28.В. Г. Григорович. Электронное строение и термодинамика сплавов железа. М., изд-во «Наука», 1970.
29.L . Kaufman, F. V. Clogherty. Metallurgy of High Pressures and High Tem peratures, 1964, 22, 322.
30. |
R. |
|
V. |
Sara. |
J. |
Amer. Ceram. |
Soc, |
1965, |
48, |
5, |
251. |
|
|
|
|
|
|
|||||||
31. |
E. |
Rudy, |
St. |
Windisch, |
A. |
J. |
Slosick, |
J. |
R. |
Hoffman. |
Trans. |
AIME, |
|
1967, |
||||||||||
|
239, |
1247. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
32. |
10. |
|
А. |
Литвин. |
Изв. АН СССР. Неорг. мат., |
1968, 4, |
№ |
2, |
175. |
|
|
|
||||||||||||
33. |
Л. |
|
Ф. |
Верещагин, |
Л. |
Е. |
Штеренберг, |
В. Н. |
Слесарев. |
Докл. АН |
СССР, |
|||||||||||||
|
1970, |
192, |
№ 4, |
768. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
34. |
И. М. Strong, |
R. Е. Hanneman. |
J. Chem. Phys., |
1967, |
46, |
N |
9, 3668. |
|
|
|||||||||||||||
35. |
Т. П. Ершова, |
Е. F. Понятовский. |
Докл. АН |
СССР, 1963, |
151,. № |
6, |
1364. |
|||||||||||||||||
36. |
/. |
Katsuina, |
В. |
Iwasaku, |
S. Kimura, |
|
S. Akimoio. |
і. Chem. Phys., |
1967, |
47, |
||||||||||||||
|
N |
1, 4559. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
37. |
10. |
|
Я. Томаишольский, |
E. В. Зубова, |
К. П. Бурдина, |
Ю. Н. Веневцев. |
Изв. |
|||||||||||||||||
|
АН СССР, Неорг. мат., 1967, |
I I I , № |
11, 2132. |
|
|
|
|
|
|
^" |
||||||||||||||
38. |
Т. A. |
Either, |
1. |
L . Gillson, |
Н. |
S. |
Young. |
Inorg. |
Chem., |
1966, |
5, N |
9, |
1559. |
|||||||||||
39. |
S. |
Yamoaka, |
B. Okai— |
Mater. Res. |
Bull., |
1970, |
5, |
N 40, |
789. |
|
|
|
|
|
||||||||||
40. |
R. |
|
E. Hanneman. |
Reactivity of |
Solids. |
Publ. Willey, |
1969, 789. |
|
|
|
||||||||||||||
41. |
П. |
|
П. Отопков, |
А. В. Ножкина, |
В. AL |
Зубкова. |
Алмазы, |
1970, вып. 5, |
1. |
42.Н. Т. Hall. Science, 1965, 148, N 3675, 1331.
43.Е. Mooser, W. В. Pearson. Acta crystallogr., 1959, 12, 1015.
44.E. M. Савицкий, В. Б. Грибуля. Докл. АН СССР, 1970, 190, № 9, 1147.
З А К Л Ю Ч Е Н И Е
Д о с т и ж е н и я в области создания аппаратуры высокого давления и разработки методов исследования в контролируемых по давле нию и температуре условиях являются основой д л я развития фи зического металловедения при высоких давлениях . Исследова ние диффузии, фазовых превращений, упорядочения, роста кри сталлов и других явлений в сплавах определили широкие воз можности изменения в условиях высоких давлений кинетики II х а р а к т е р а процессов как контролируемых диффузией, так и без диффузионных . Влияние давления на характер протекания про цессов в сплавах главным образом связано с изменением строе ния д и а г р а м м состояния металлических систем при высоких дав лениях . Исследование в этой области имеет первостепенное зна чение д л я разработки новых сплавов или существенного измене ния свойств имеющихся. При высоких давлениях изменяются условия стабилизации существующих при нормальных условиях
—фаз, возрастает число полиморфных превращений, образуются новые фазы, которые в некоторых случаях могут сохраняться в метастабильном состоянии. Большую роль в изучении этих явле ний играет термодинамический анализ фазовых равновесий при
высоких давлениях . Имеющиеся успехи в этом направлении |
сде |
л а л и возможным целенаправленно ставить эксперименты |
по |
изучению строения д и а г р а м м состояния и исследованию процес сов в сплавах. Только благодаря применению термодинамиче ских расчетов наметился определенный успех в исследовании д и а г р а м м состояния металлических систем при высоком давле
нии. Большое значение для |
развития |
этого направления |
иссле |
|||||
д о в а н и й |
имеет применение |
электронно-вычислительных |
машин |
|||||
( Э В М ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Влияние давления на появление полиморфизма в металлах и |
||||||||
изменение взаимодействия |
между ними является |
основой |
синте |
|||||
з а новых материалов при высоком давлении. В |
этом |
направле |
||||||
нии у ж е |
достигнуты большие успехи. Исследования |
показыва |
||||||
ют, что возможности этого направления колоссальны. |
Известны |
|||||||
новые модификации |
искусственного |
а л м а з а |
(гексагональная |
|||||
•форма) |
и гидрида |
бора |
(кубическая |
ф о р м а ) , |
синтезированы |
многие соединения металлов с редкоземельными элементами и изучены их кристаллические структуры, получены новые формы
металлических соединении. Выявление |
практической |
полезности |
||||||
полученных |
материалов |
затрудняется |
из-за |
отсутствия |
данных |
|||
о их физических и механических свойствах. Исследование |
элект |
|||||||
рических свойств |
синтезированных материалов свидетельствует |
|||||||
о больших |
возможностях |
получения |
при |
высоких |
давлениях |
|||
сверхпроводящих |
материалов, а |
т а к ж е |
полупроводниковых ма |
|||||
териалов на базе изоляторов. |
|
|
|
|
|
|||
Прогресс |
в вопросах |
синтеза |
новых материалов |
обусловлен |
дальнейшим совершенствованием имеющейся и разработкой но вой аппаратуры для получения статических давлений в несколь
ко сотен килобар при высоких температурах |
и развитием ме |
||||||
тодов исследования физических и физико-химических |
свойств |
||||||
материалов в условиях высокого давления . Д а н н ы е |
этих |
иссле |
|||||
дований |
необходимы для |
разработки |
теории |
прогнозирования |
|||
синтеза |
с |
использованием |
характеристик тел, |
которые |
имеют |
||
место при |
давлении. Обычно прогноз |
синтеза новых |
материалов |
проводится с учетом свойств элементов, полученных при нор мальных условиях.
Исследования металлических материалов при высоких д а в лениях представляют значительный интерес в связи с возмож ностью синтеза новых материалов с практически в а ж н ы м и свой ствами. Результаты этих исследований, несомненно, сыграют существенную роль в осуществлении технического прогресса.