Интерметаллиды

Editorial board

Editor-in-Chief

Z.P. LuUniversity of Science and Technology Beijing State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials, 30 Xueyuan Road, Haidian District, 1000083, Beijing, China

Editors

• K. FloresWashington University in St Louis, One Brookings Drive, Saint Louis, Missouri, MO 63130-4899, United States
• M. HeilmaierKarlsruhe Institute of Technology Institute for Applied Materials, Hermann von Helmholtz-Platz 1, D-76344, Eggenstein-Leopoldshafen, Germany
• H.S. KimPOSTECH, Department of Materials Science and Engineering, San 31, Hyoja-Dong, Nam Gu, Gyungbuk, 790-784, Pohang, Korea, Republic of

Advisory Board

• H. InuiKyoto University Faculty of Engineering Graduate School of Engineering Department of Materials Science and Engineering, Yoshida-honmachi, 606-8501, Kyoto, Japan
• T.G. NiehThe University of Tennessee Knoxville Department of Materials Science and Engineering, Dougherty Engineering Building, Knoxville, Tennessee, TN 37996-2200, United States

Editorial Board

• I. BakerDartmouth College, Hanover, New Hampshire, United States
• D. BanerjeeDRDO Defence Metallurgical Research Laboratory, Hyderabad, India
• G. CacciamaniUniversity of Genoa Department of Chemistry and Industrial Chemistry, Genova, Italy
• M.W ChenTohoku University, Sendai, Japan
• H.H. ClemensMax Planck Institute for Intelligent Systems, Stuttgart, Germany
• A. CouretCentre for Elaboration of Materials and Structural Studies, Toulouse, France
• D. DimidukAir Force Research Laboratory Materials & Manufacturing Directorate, Wright Patterson Afb, Ohio, United States
• E.P. GeorgeOak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee, United States
• U. GlatzelUniversity of Bayreuth, Bayreuth, Germany
• D. H. KimYonsei University Department of Materials Science and Engineering, Seoul, Korea, Republic of
• Y. LiuCentral South University, Changsha, China
• Y. MishimaTokyo Institute of Technology — Suzukakedai Campus, Yokohama, Japan
• S. MiuraHokkaido University, Sapporo, Japan
• D.G. MorrisNational Center for Metallurgical Research, Madrid, Spain
• J.R. MorrisOak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, Tennessee, United States
• J.H. PerepezkoUniversity of Wisconsin Madison, Madison, Wisconsin, United States
• U. RamamurtyNanyang Technological University School of Mechanical and Aerospace Engineering, Singapore, Singapore
• L. SchultzTechnische Universitat Dresden DRESDEN-concept e V, Dresden, Germany
• O.N. SenkovUES Inc, Dayton, Ohio, United States
• F. SteinMax Planck Institute for Iron Research GmbH, Dusseldorf, Germany
• M. TakeyamaTokyo Institute of Technology, Tokyo, Japan
• W.H. WangChinese Academy of Sciences Institute of Physics, Beijing, China
• X.L. WangCity University of Hong Kong, Kowloon, Hong Kong
• S.-K. WuNational Taiwan University, Taipei, Taiwan
• H. YasudaOsaka University School of Engineering Department of Mechanical Materials and Manufacturing Science Material Science Course, Suita, Japan
• J.W. YehNational Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan
• J. ZhaoThe Ohio State University Department of Materials Science and Engineering, Columbus, Ohio, United States
• Y.F. ZhengPeking University Department of Material Science and Engineering, Beijing, China

Общие сведения

Для интерметаллидов характерна преимущественно металлическая связь между атомами в решётке, однако существуют интерметаллиды с ионным (например, аурид цезия CsAu) и ковалентным типами химической связи, а также промежуточные случаи (ионно-металлическая и ковалентно-металлическая связь). Интерметаллиды часто являются частным случаем металлидов (при наличии только металлической связи).

Интерметаллиды обладают, как правило, высокой твёрдостью и высокой химической стойкостью. Очень часто интерметаллиды имеют более высокую температуру плавления, чем исходные металлы. Многие интерметаллиды менее пластичны, чем исходные металлы, и сообщают повышенную хрупкость сплавам, в структуру которых они входят, так как связь между атомами в решётке в них является переходной от металлической к ковалентной или ионной.

Некоторые из интерметаллидов 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.

В паяных соединениях, где контактируют разные по химическому составу металлы, постепенное образование интерметаллидов приводит к образованию пор, что является одной из причин ослабления механической прочности контакта и ухудшения электрических характеристик.

Анализ поисковых запросов сайта

Приведённый выше отчёт по частотности использования поисковых запросов, может быть использован оптимизаторами сайта при составлении его семантического ядра и подготовке контента т.н. «посадочных страниц». Статистика поисковых запросов — обобщённая сгруппированная информация по «обращениям» пользователей к поисковой системе по ключевым запросам (фразам).
В большинстве случаев, наш сервис показывает уже сгруппированную информацию, содержащую не только подборку самых популярных слов (фраз), но и словосочетания + синонимы. Собранная в данном разделе статистика показывает по каким «ключевым словам» (поисковым запросам) пользователи переходят на сайт mgzn.jp.

Поисковый запрос – это слово или словосочетание, которое пользователь вводит в форму поиска на сайте поисковой системы, с учётом автоподбора и автоматического исправления в поиске ошибочного набора.

References

• Gerhard Sauthoff: Intermetallics, Wiley-VCH, Weinheim 1995, 165 pages

1. ^
2. Electrons, atoms, metals and alloys W. Hume-Rothery Publisher: The Louis Cassier Co. Ltd 1955
3. G. E. R. Schulze: Metallphysik, Akademie-Verlag, Berlin 1967
4. Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Advanced Inorganic Chemistry (6th ed.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
5. S.P. Murarka, Metallization Theory and Practice for VLSI and ULSI. Butterworth-Heinemann, Boston, 1993.
6. Milton Ohring, Materials Science of Thin Films, 2nd Edition, Academic Press, San Diego, CA, 2002, p. 692.

Интерметаллические соединения

Главная страница —>
Учебник по общей химии —>
Интерметаллические соединения

Металлы характеризуются склонностью сплавляться друг с другом, образуя твердые растворы и химические соединения, называемые интерметаллическими, или интерметаллидами.

В противоположность твердым растворам интерметаллиды имеют кристаллическую структуру, отличную от структур исходных металлов. Состав интерметаллических соединений не всегда подчиняется правилам валентности, но эти соединения имеют ярко выраженную индивидуальность свойств. Два металла могут образовывать между собой не одно, а несколько соединений, например, NaSn3, NaSn2, NaSn, Na4Sn3, Na2Sn, Na4Sn и др., существующие лишь в определенных пределах состава и температуры.

Устойчивость интерметаллидов определяется природой взаимодействующих металлов. Чем сильнее отличаются металлы по своей природе и электроотрицательности (ЭО), тем более прочные соединения они образуют, а их образование сопровождается значительным экзотермическим эффектом. Эту закономерность можно наблюдать на примере соединений Mg с металлами II–V групп, в которых резко повышается при переходе от MgZn к (табл.8.7).

Среди соединений различают два типа: валентные и электронные.

Валентные интерметаллиды, как правило, образуют металлы с заметно отличающимися электроотрицательностями. Диаграммы плавкости в этом случае имеют четко выраженный максимум, соответствующий составу интерметаллида. Формула последнего отвечает обычным валентностям элементов (Na2Sn, Na4Sn, Mg2Ge, Mg2Sn, Mg3Sb2, Mg3Al2. Связь в таких соединениях ковалентно-полярная, растет с уменьшением ΔОЭО атомов. При электролизе расплавов валентных интерметаллидов на аноде осаждается более электроотрицательный металл.

Типичные металлы образуют второй тип интерметаллидов – электронные соединения. В них элементы не проявляют своих характерных степеней окисления. Их состав определяется не свойствами взаимодействующих компонентов, а формальной электронной концентрацией (ФЭК), т. е. отношением числа валентных электронов к числу взаимодействующих атомов в формуле. В соответствии со значениями ФЭК (табл. 8.8) большинство известных электронных соединений можно отнести к трем типам со свойственными им кристаллическими решетками. Для первого типа ФЭК равна 3/2, для второго – 21/13, третьего – 7/4.

Properties and applications

Intermetallic compounds are generally brittle at room temperature and have high melting points. Cleavage or intergranular fracture modes are typical of intermetallics due to limited independent slip systems required for plastic deformation. However, there are some examples of intermetallics with ductile fracture modes such as Nb–15Al–40Ti. Other intermetallics can exhibit improved ductility by alloying with other elements to increase grain boundary cohesion. Alloying of other materials such as boron to improve grain boundary cohesion can improve ductility in many intermetallics. They often offer a compromise between ceramic and metallic properties when hardness and/or resistance to high temperatures is important enough to sacrifice some toughness and ease of processing. They can also display desirable magnetic, superconducting and chemical properties, due to their strong internal order and mixed (metallic and covalent/ionic) bonding, respectively. Intermetallics have given rise to various novel materials developments. Some examples include alnico and the hydrogen storage materials in nickel metal hydride batteries. Ni₃Al, which is the hardening phase in the familiar nickel-base super alloys, and the various titanium aluminides have also attracted interest for turbine blade applications, while the latter is also used in very small quantities for grain refinement of titanium alloys. Silicides, inter-metallic involving silicon, are utilized as barrier and contact layers in microelectronics.

Examples

1. Magnetic materials e.g. alnico, sendust, Permendur, FeCo, Terfenol-D
2. Superconductors e.g. A15 phases, niobium-tin
3. Hydrogen storage e.g. AB₅ compounds (nickel metal hydride batteries)
4. Shape memory alloys e.g. Cu-Al-Ni (alloys of Cu₃Al and nickel), Nitinol (NiTi)
5. Coating materials e.g. NiAl
6. High-temperature structural materials e.g. nickel aluminide, Ni₃Al
7. Dental amalgams, which are alloys of intermetallics Ag₃Sn and Cu₃Sn
8. Gate contact/ barrier layer for microelectronics e.g. TiSi₂
9. Laves phases (AB₂), e.g., MgCu₂, MgZn₂ and MgNi₂.

The formation of intermetallics can cause problems. For example, intermetallics of gold and aluminium can be a significant cause of wire bond failures in semiconductor devices and other microelectronics devices. The management of intermetallics is a major issue in the reliability of solder joints between electronic components.

Journal description

Intermetallics is concerned with all aspects of ordered chemical compounds between two or more metals, in particular with their applications. On the more fundamental side, the journal covers: the crystal chemistry and bonding theory of intermetallics, including prediction of crystal structures; determination (and calculation) of phase diagrams; the nature of superlattices, antiphase domains and order-disorder transitions; the geometry and dynamics of dislocations in intermetallics; theory of flow stress (including anomalous temperature dependence of low stress), work-hardening, fatigue and creep; response of deformed intermetallics to annealing; magnetic and electrical properties of intermetallics, with special reference to hard magnet materials; structure and property of grain boundaries and interphase boundaries; and the effect of deviations from stoichiometry on all physical and mechanical properties. The principles governing microstructural features of multiphase intermetallic alloys is also included, as is experimental and theoretical work on diffusion in intermetallics. With regard to application, the journal publishes papers on all aspects of processing, including: melting, casting, fabrication, sintering and hot-pressing, and self-sustaining high-temperature synthesis; the microstructural response of multiphase alloys to heat-treatment and the effect of such treatment on properties, mechanical properties in particular; environmental effects on mechanical and magnetic properties and their interpretation and control; practical applications of intermetallics, both terrestrial and in aerospace; multiphase intermetallic alloys for dental use; applications of hard magnetic materials based on intermetallics, especially those incorporating rare earth metals. A number of topics either fall between the fundamental and application categories, or stretch along the entire spectrum between them. These include topics such as the effect of intense deformation (eg by milling) on the structure of intermetallics; response to irradiation; and many aspects of mechanical behaviour.Review papers on all aspects are particularly welcome and are a regular feature, and the editors reserve the right to invite specific reviews.For further information you can view the home page on http://www.elsevier.nl/locate/intermet The journal also publishes special issues with selected papers from important conferences.

HTML верстка и анализ содержания сайта

Размещённая в данном блоке информация используется оптимизаторами для контроля наполнения контентом главной страницы сайта, количества ссылок, фреймов, графических элементов, объёма теста, определения «тошноты» страницы.
Отчёт содержит анализ использования Flash-элементов, позволяет контролировать использование на сайте разметки (микроформатов и Doctype).

IFrame – это плавающие фреймы, которые находится внутри обычного документа, они позволяет загружать в область заданных размеров любые другие независимые документы.

Flash — это мультимедийная платформа компании для создания веб-приложений или мультимедийных презентаций. Широко используется для создания рекламных баннеров, анимации, игр, а также воспроизведения на веб-страницах видео- и аудиозаписей.

Микроформат — это способ семантической разметки сведений о разнообразных сущностях (событиях, организациях, людях, товарах и так далее) на веб-страницах с использованием стандартных элементов языка HTML (или XHTML).

Свойства интерметаллидов

Данный параметр зависит в основном от жесткости и конфигурации химической связи, нежели от структуры первоначальных составляющих этих сплавов, из которых они произошли. Если сравнивать их показатели, то больше всего по своим характеристикам, например ионные интерметаллиды схожи с солями. Интерметаллид, где преобладает металлическая связь, больше напоминает по своим параметрам с металлами.

Первая категория (ионные интерметаллиды) обладает следующими свойствами:

• невысокой проводимостью электрического тока;
• повышенной температурой плавления;
• присутствием на диаграммах, так называемых областей гомогенности;
• устойчивостью к воздействию агрессивных веществ, растворов, газов.

Второй группе (металлические интерметаллиды) присущи несколько отличные параметры исходя из более прочной межкристаллической связи. К их особенностям следует отнести:

• хорошую податливость к пластической деформации;
• хрупкость сплава;
• более низкую температуру плавления по сравнению с ионными;
• поддаются без проблем к механической обработке на станках; твердость и ударопрочность.

Еще один важный аспект – при соединении неметаллов с металлами получается отличный проводниковый эффект. Применяя их токопроводящих конструкциях, высокое напряжение постоянного и переменного тока не будут влиять на их свойства. Это сегодня чрезвычайно востребовано в электротехнической и добывающих отраслях.

Отчёт: география и посещаемость сайта

Отчёт в графической форме показывает объём посещений сайта mgzn.jp, в динамике, с привязкой к географическому размещению активных пользователей данного сайта.
Отчёт доступен для сайтов, входящих в TOP-100000 рейтинга Alexa. Для всех остальных сайтов отчёт доступен с некоторыми ограничениями.

Alexa Rank – рейтинговая система оценки сайтов, основанная на подсчете общего количества просмотра страниц и частоты посещений конкретного ресурса. Alexa Rank вычисляется исходя из показателей за три месяца. Число Alexa Rank – это соотношение посещаемости одного ресурса и посещаемости прочих Интернет-порталов, поэтому, чем ниже число Alexa Rank, тем популярнее ресурс.

Применение

Спектр использования интерметаллидов весьма широк. Из них выпускают разнообразные компоненты и детали оборудования, агрегатов. Причем изделия, производимые из них, отличаются прекрасными эксплуатационными параметрами.

Например, их алюминиевая разновидность (отличающаяся небольшим весом и прекрасной защитой от межкристаллической коррозии), в составе которых присутствует титан, нашла свое применение в авиастроении и космической промышленности. Из них выпускают разнообразные технические узлы самолетов, космических кораблей. Они незаменимы при монтаже сотовых конструкций реактивных военных самолетов, изготовлении деталей фюзеляжа, сопел форсажных камер. Их применяют при прокладке трубных коммуникаций внутри летальных аппаратов, опор механических узлов, корпусов турбин. Прекрасно они себя зарекомендовали при сооружении обшивки воздушных и космических судов, зондов и спутников. Отметим, что изоляция, произведенная на основе интерметаллических сплавов, без проблем выдерживает экстремальные температуры, не разрушается в безвоздушном пространстве, имеет минимальную степень теплового расширения.

Турбокомпрессоры и отдельные детали двигатели транспортных средств выполнены из высококачественных интерметаллидов. Эти материалы не только обеспечивают длительный срок службы данных агрегатов (роторов, поршней, нагревательных труб) где, но и улучшают их эксплуатационные показатели и облегчая их массу (если речь идет об алюминии). Интерметаллиды SmCo 5, Fe 3 Ni, задействованы при производстве магнитных материалов, которые применяется электрической технике и при сборке высокоточного оборудования.

Такие продукты как Nb 3 Ge, V 3 Si являются великолепными сверхпроводниками, используемыми в электротехнической и металлургической промышленности, наукоемких производствах. Их закупают для нужд атомной энергетики, при выпуске летательных аппаратов, компьютерной техники микросхем для радио-, и микроэлектроники.

LaNi 5, CeMg 12. – являются аккумуляторами водорода. Они нашли свое применение в химической индустрии. Их задействуют при создании жаропрочного оборудования соприкасающегося с разными (часто агрессивными) реагентами и растворами. Применяют при создании водородной техники, нагревательных и топливных элементов.

Еще одни направлением их использования является медицина. В статмологии они прекрасно себя зарекомендовали при изготовлении зубных имплантатов. Нередко их применяют для производства инструментария и оборудования, для больниц, лечебно-профилактических центров.

С уверенностью можно констатировать, что интерметаллиды весьма популярные сплавы, повсеместно применяемые в различных областях хозяйственной деятельности человека. Они доказали свою практичность и износостойкость благодаря своим прекрасным эксплуатационным характеристикам. Изобретение этих материалов предопределило экономический прорыв в ряде современных производств.

Рейтинг: /5 —
голосов

Примеры интерметаллидов

• Фазы Лавеса.
• Магниевые интерметаллиды: MgZn (цинкмагний); MgY (иттриймагний); MgTl (таллиймагний); AgMg (магнийсеребро); Mg₂Ge (германийдимагний); Mg₂Sn (оловодимагний); Mg₃Sb₂ (дисурьматримагний).
• Натрий-оловянные интерметаллиды: NaSn₃ (триоловонатрий); NaSn₂ (диоловонатрий); NaSn (оловонатрий); Na₄Sn₃ (триоловотетранатрий); Na₂Sn (оловодинатрий); Na₄Sn (оловотетранатрий).
• AuPb₂ (дисвинецзолото) — между позолоченными контактами и свинцовосодержащим припоем; оловянно-медные интерметаллиды (Cu₆Sn₅, Cu₃Sn).
• Другие: Au₄Al (алюминийтетразолото); Cu₂MnAl (алюминиймарганецдимедь); Cu₉Al₄ (тетраалюминийнонамедь); NiTe₂SmCo₅ (пентакобальтсамарийдителлурникель); Fe₃Ni (никельтрижелезо); Ni₂In (индийдиникель); LaNi₅ (пентаникельлантан); CeMg₁₂ (додекамагнийцерий); Nb₃Sn (оловотриниобий); Ni₃Al (алюминийтриникель); Ni₃Nb (ниобийтриникель); Ti₃Al (алюминийтрититан); Al₂Cu (медьдиалюминий); K₄Pb (свинецтетракалий) и многие другие.

Definitions

Research definition

Schulze in 1967 defined intermetallic compounds as solid phases containing two or more metallic elements, with optionally one or more non-metallic elements, whose crystal structure differs from that of the other constituents. Under this definition, the following are included:

1. Electron (or Hume-Rothery) compounds
2. Size packing phases. e.g. Laves phases, Frank–Kasper phases and Nowotny phases
3. Zintl phases

The definition of a metal is taken to include:

1. post-transition metals, i.e. aluminium, gallium, indium, thallium, tin, lead, and bismuth.
2. metalloids, e.g. silicon, germanium, arsenic, antimony and tellurium.

Homogeneous and heterogeneous solid solutions of metals, and interstitial compounds (such as carbides and nitrides), are excluded under this definition. However, interstitial intermetallic compounds are included, as are alloys of intermetallic compounds with a metal.

Common use

In common use, the research definition, including post-transition metals and metalloids, is extended to include compounds such as cementite, Fe₃C. These compounds, sometimes termed interstitial compounds, can be stoichiometric, and share similar properties to the intermetallic compounds defined above.

Complexes

The term intermetallic is used to describe compounds involving two or more metals such as the cyclopentadienyl complex Cp₆Ni₂Zn₄.