Сложный металлический сплав
Сложные металлические сплавы ( CMA ) или сложные интерметаллиды ( CIM ) представляют собой интерметаллические соединения, характеризующиеся следующими структурными особенностями: [1]
- большие элементарные ячейки , содержащие от нескольких десятков до тысяч атомов,
- наличие четко определенных кластеров атомов , часто икосаэдрической точечной группы симметрии ,
- возникновение внутреннего беспорядка в идеальной структуре.
Обзор
[ редактировать ]Сложные металлические сплавы — это общий термин для интерметаллических соединений с относительно большой элементарной ячейкой . Не существует точного определения того, насколько большой должна быть элементарная ячейка сложного металлического сплава, но самое широкое определение включает фазы Цинтля , скуттерудиты и соединения Гейслера на самом простом конце и квазикристаллы на более сложном конце. [2]
Исследовать
[ редактировать ]После изобретения методов рентгеновской кристаллографии в 1910-х годах была исследована атомная структура многих соединений. Большинство металлов имеют относительно простую структуру. Однако в 1923 году Лайнус Полинг сообщил о структуре интерметаллида NaCd 2 , который имел настолько сложную структуру, что он не смог ее полностью объяснить. [3] Тридцать лет спустя он пришел к выводу, что NaCd 2 содержит 384 атома натрия и 768 атомов кадмия в каждой элементарной ячейке . [4]
Большинство физических свойств ХМА заметно отличаются от поведения обычных металлических сплавов, и поэтому эти материалы обладают высоким потенциалом для технологического применения.
Европейская комиссия профинансировала Network of Excellence CMA [5] с 2005 по 2010 год, объединяя 19 основных групп в 12 странах. В результате возник Европейский интегрированный центр по разработке новых металлических сплавов и соединений (ранее C-MAC, теперь ECMetAC), который объединяет исследователей из 21 университета. [6]
Примеры
[ редактировать ]Примеры этапов :
- β- Mg 2 Al 3 : 1168 атомов на элементарную ячейку, гранецентрированный куб , атомы расположены в многогранниках Фриауфа . [7]
- ξ'–Al 74 Pd 22 Mn 4 : 318 атомов на элементарную ячейку, гранецентрированный орторомбический , атомы расположены в кластерах типа Маккея. [8]
- Mg 32 (Al,Zn) 49 (фаза Бергмана): 163 атома на элементарную ячейку, объемноцентрированная кубическая форма, атомы расположены в кластерах Бергмана. [9]
- Al 3 Mn (фаза Тейлора): 204 атома на элементарную ячейку, гранецентрированная орторомбическая структура, атомы расположены в кластерах типа Маккея. [10] [11]
См. также
[ редактировать ]- Высокоэнтропийные сплавы , сплавы нескольких элементов, которые в идеале не образуют интерметаллидов.
- Квазикристалл гольмий-магний-цинк
- Фазы Франка – Каспера
- Фаза Лавеса
- Правила Юма-Ротери
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Урбан, Кнут; Фейербахер, Майкл (2004). «Структурно сложные фазы сплавов». Журнал некристаллических твердых тел . 334–335. Эльзевир Б.В.: 143–150. Бибкод : 2004JNCS..334..143U . дои : 10.1016/j.jnoncrysol.2003.11.029 .
- ^ Дюбуа, Жан-Мари; Белен-Ферре, Эстер, ред. (2011). Сложные металлические сплавы: основы и применение . Вайли-ВЧ. дои : 10.1002/9783527632718 . ISBN 978-3-527-32523-8 .
- ^ Полинг, Лайнус (1923). «Кристаллическая структура станнида магния». Журнал Американского химического общества . 45 (12). Американское химическое общество (ACS): 2777–2780. дои : 10.1021/ja01665a001 . ISSN 0002-7863 .
- ^ Полинг, Лайнус (1955). «Стохастический метод и структура белков». Американский учёный . 43 (2): 285–297. JSTOR 27826614 .
- ^ «Сложные металлические сплавы» . Информационная служба общественных исследований и разработок (CORDIS) . Проверено 26 августа 2023 г.
- ^ «Европейский интегрированный центр по разработке новых металлических сплавов и соединений» . Проверено 26 августа 2023 г.
- ^ Самсон, С. (1 сентября 1965 г.). «Кристальная структура фазы β Mg 2 Al 3 ». Акта Кристаллографика . 19 (3). Международный союз кристаллографии (IUCr): 401–413. дои : 10.1107/s0365110x65005133 . ISSN 0365-110X .
- ^ Будар, М.; Кляйн, Х.; Буасье, М. Де; Одиер, М.; Винсент, Х. (1996). «Структура квазикристаллической фазы-аппроксиманта в системе Al-Pd-Mn». Философский журнал А. 74 (4). Информа UK Limited: 939–956. Бибкод : 1996PMagA..74..939B . дои : 10.1080/01418619608242169 . ISSN 0141-8610 .
- ^ Смонтара, А.; Смилянич, И.; Билушич А.; Ягличич, З.; Кланьшек, М.; Ройч, С.; Долиншек Ю.; Фейербахер, М. (2007). «Электрические, магнитные, термические и термоэлектрические свойства сложного металлического сплава «фаза Бергмана» Mg 32 (Al, Zn) 49 ». Журнал сплавов и соединений . 430 (1–2). Эльзевир Б.В.: 29–38. дои : 10.1016/j.jallcom.2006.05.026 . ISSN 0925-8388 .
- ^ Тейлор, Массачусетс (10 января 1961 г.). «Пространственная группа MnAl 3 » . Акта Кристаллографика . 14 (1). Международный союз кристаллографии (IUCr): 84. Бибкод : 1961AcCry..14...84T . дои : 10.1107/s0365110x61000346 . ISSN 0365-110X .
- ^ Хирага, К.; Канеко, М.; Мацуо, Ю.; Хашимото, С. (1993). «Структура Al 3 Mn: тесная связь с десятиугольными квазикристаллами». Философский журнал Б. 67 (2). Информа UK Limited: 193–205. Бибкод : 1993PMagB..67..193H . дои : 10.1080/13642819308207867 . ISSN 1364-2812 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Урбан, Кнут; Фейербахер, Майкл (2004). «Структурно сложные фазы сплавов». Журнал некристаллических твердых тел . 334–335. Эльзевир Б.В.: 143–150. Бибкод : 2004JNCS..334..143U . дои : 10.1016/j.jnoncrysol.2003.11.029 .
- Штойрер, Вальтер; Джемучадзе, Юлия (2016). «8. Сложные интерметаллиды (КИМ)». Интерметаллиды: структуры, свойства и статистика . Издательство Оксфордского университета . стр. 439–465. doi : 10.1093/acprof:oso/9780198714552.001.0001 . ISBN 978-0-19-871455-2 .
- Овчинников, Александр; Сметана, Владимир; Мудринг, Аня-Верена (19 марта 2020 г.). «Металлические сплавы на грани сложности: структурные аспекты, химическая связь и физические свойства» . Физический журнал: конденсированное вещество . 32 (24): 243002. Бибкод : 2020JPCM...32x3002O . дои : 10.1088/1361-648X/ab6b87 . S2CID 210827213 .