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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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.