Фазы А15
Фазы A15 (также известные как β-W или Cr 3 Si структурные типы ) представляют собой серию интерметаллических соединений с химической формулой A 3 B (где A — переходный металл , а B может быть любым элементом ) и определенной структурой. Фаза A15 также является одним из членов семейства фаз Франка – Каспера . [1] Многие из этих соединений обладают сверхпроводимостью при температуре около 20 К (-253 ° C; -424 ° F), что является сравнительно высоким показателем, и остаются сверхпроводящими в магнитных полях в десятки тесл (сотни килогаусс ). Этот вид сверхпроводимости ( сверхпроводимость II рода ) является важной областью исследований, поскольку имеет несколько практических применений.
История
[ редактировать ]Впервые структура А15 наблюдалась в 1931 году, когда электролитически осажденный слой вольфрама . исследовался [2] Дискуссия о том, β-вольфрама является ли структура аллотропом вольфрама или структурой субоксида вольфрама, велась давно, но с 1950-х годов появилось множество публикаций, показывающих, что этот материал является настоящим аллотропом вольфрама. [3] [4] [5] [6] [7] [8]
Первым открытым интерметаллидом типичного состава А 3 В был силицид хрома Cr 3 Si, открытый в 1933 году. [9] В последующие годы было обнаружено еще несколько соединений со структурой А15. Большого интереса к исследованиям этих соединений не существовало. Ситуация изменилась с открытием , что силицид ванадия V 3 Si проявляет сверхпроводимость при температуре около 17 К. в 1953 году [10] В последующие годы было обнаружено еще несколько сверхпроводников A 3 B. [11] Ниобий-германий удерживал рекорд по самой высокой температуре 23,2 К с 1973 года до открытия купратных сверхпроводников в 1986 году. Потребовалось время, чтобы метод производства проводов из очень хрупких материалов фазы А15 был внедрен. Этот метод по-прежнему сложен. Хотя некоторые материалы фазы A15 могут выдерживать более высокую напряженность магнитного поля и иметь более высокие критические температуры, чем сплавы NbZr и NbTi , NbTi по-прежнему используется для большинства применений из-за более простого производства. [12] Nb 3 Sn используется в некоторых приложениях с сильными полями, например, в высокотехнологичных сканерах МРТ и спектрометрах ЯМР.
Релаксированная форма диаграммы Вороного фазы А15, по-видимому, имеет наименьшую площадь поверхности среди всех возможных разбиений трехмерного евклидова пространства на области равного объема. [ нужна ссылка ] Эта перегородка, также известная как структура Вейра-Фелана , часто присутствует в клатратных гидратах .
Примеры
[ редактировать ]См. также
[ редактировать ]- Структура Вейра – Фелана для пространственной мозаики, созданной фазами A15.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Франк, ФК; Каспер, Дж. С. (10 июля 1959 г.). «Сложные структуры сплавов, рассматриваемые как сферические упаковки. II. Анализ и классификация представительных структур» . Акта Кристаллографика . 12 (7): 483–499. Бибкод : 1959AcCry..12..483F . дои : 10.1107/S0365110X59001499 . ISSN 0365-110X .
- ^ Хартманн, Хельмут; Эберт, Фриц; Бретшнайдер, Отто (1931). «Электролиз в фосфатных расплавах. I. Электролитическое производство α- и β-вольфрама». Журнал неорганической и общей химии . 198 : 116–140. дои : 10.1002/zaac.19311980111 .
- ^ Лю, Цзясин; Бармак, Катаюн (01 февраля 2016 г.). «Топологически плотноупакованные фазы: механизм осаждения и образования метастабильного β-W в тонких пленках» . Акта Материалия . 104 : 223–227. Бибкод : 2016AcMat.104..223L . дои : 10.1016/j.actamat.2015.11.049 . ISSN 1359-6454 .
- ^ Вирасекера, Айова; Шах, С. Исмат; Бакстер, Дэвид В.; Унру, К.М. (13 июня 1994 г.). «Структура и стабильность тонких пленок бета-вольфрама, осажденных методом напыления» . Письма по прикладной физике . 64 (24): 3231–3233. Бибкод : 1994ApPhL..64.3231W . дои : 10.1063/1.111318 . ISSN 0003-6951 .
- ^ О'Киф, MJ; Грант, Джей Ти (15 июня 1996 г.). «Фазовое превращение напыленных тонких пленок вольфрама со структурой А-15» . Журнал прикладной физики . 79 (12): 9134–9141. Бибкод : 1996JAP....79.9134O . дои : 10.1063/1.362584 . ISSN 0021-8979 .
- ^ Поцелуй, AB (1998). «Термоаналитическое исследование состава β-вольфрама». Журнал термического анализа и калориметрии . 54 (3): 815–824. дои : 10.1023/А:1010143904328 . S2CID 93714144 .
- ^ Петров П.; Шэн, ТТ; Синха, АК; Розгоный, Г.А.; Александр, ФБ (июнь 1973 г.). «Микроструктура, рост, удельное сопротивление и напряжения в тонких пленках вольфрама, нанесенных радиочастотным распылением» . Журнал прикладной физики . 44 (6): 2545–2554. Бибкод : 1973JAP....44.2545P . дои : 10.1063/1.1662611 . ISSN 0021-8979 .
- ^ Маннелла, Г.; Хоуген, Дж.О. (август 1956 г.). « β-Вольфрам» как продукт восстановления оксида» . Журнал физической химии . 60 (8): 1148–1149. дои : 10.1021/j150542a035 . ISSN 0022-3654 .
- ^ Борен, Б. (1933). «Рентгеновское исследование сплавов кремния с хромом, марганцем, кобальтом и никелем». Арк. Керн., Мин. Геол . 11А (10): 2–10.
- ^ Харди, Джордж; Халм, Джон (1953). «Сверхпроводящие силициды и германиды». Физический обзор . 89 (4): 884. Бибкод : 1953PhRv...89Q.884H . дои : 10.1103/PhysRev.89.884 .
- ^ Изюмов Юрий А; Курмаев З.З. (1974). «Физические свойства и электронная структура сверхпроводящих соединений со структурой β-вольфрама». Успехи советской физики . 17 (3): 356. Бибкод : 1974СвФУ..17..356И . дои : 10.1070/PU1974v017n03ABEH004136 .
- ^ Шиэн, Томас П. (1994). Введение в высокотемпературную сверхпроводимость . Спрингер. п. 32. ISBN 978-0-306-44793-8 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Греф, Марк Де; МакГенри, Майкл Э (2007). Структура материалов: введение в кристаллографию, дифракцию и симметрию . Издательство Кембриджского университета. стр. 518–521. ISBN 978-0-521-65151-6 .
- Саутхофф, Дж. (1995). Интерметаллики . Уайли. стр. 95–97. ISBN 978-3-527-29320-9 .