title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Теоретические основы сплавов циркония

Теоретические основы сплавов циркония

Исследования Пфейля и Юм-Розери показали, что если размеры атомов двух элементов, определяемые их межатомными расстояниями, различаются более чем на 14—15%, то область их растворимости в твердом состоянии будет весьма ограничена. В этом случае говорят, что объемный фактор неблагоприятен для образования твердых растворов. Даже если объемный фактор благоприятен, т. е. находится в пределах критической величины ±15%, то ограничивать образование твердых растворов могут другие причины. Например, если два элемента имеют сильно отличающиеся электрохимические характеристики, то будет наблюдаться тенденция к образованию промежуточных фаз вместо твердых растворов.
Исследования некоторых систем сплавов, главным образом элементов с относительно невысокой валентностью, показали, что при прочих равных условиях элементы с низкой валентностью сильнее проявляют тенденцию растворять элементы с высокой валентностью, чем наоборот. Недостаток электронов, по-видимому, обусловливает нестабильность, в то время как увеличение числа электронов при отсутствии зонного эффекта Бриллюэна ведет к сравнительно малому увеличению средней энергии Ферми, которая оценивается по повышению стабильности структуры, вызываемой увеличением числа электронов связи. Это влияние называется «относительным эффектом валентности». Следовательно, можно принять за очевидное, что для элементов более высокой валентности, в частности для циркония, недостаток электронов будет сказываться значительно меньше, чем для элементов с низкой валентностью.
Когда металл и интерметаллическое соединение кристаллизуются в виде сложной структуры, часто оказывается, что в них имеется зона Бриллюэна, которая может поглотить все валентные электроны и вызвать снижение средней энергии Ферми. В сплавах на основе меди и серебра пределы растворимости в твердом состоянии многих элементов находятся там, где поверхность Ферми впервые соприкасается с пограничными плоскостями, заключающими в себе первую зону Бриллюэна. Была также показана форма зоны Бриллюэна, имеющая важное значение для поведения некоторых других элементов, например таких, как магний, в процессе образования твердых растворов.
Описанные выше принципы, выведенные в результате изучения большого количества сплавов на основе меди, серебра и золота, приложимы с некоторыми видоизменениями и к другим растворителям, в частности к алюминию и магнию. Прежде чем приложить эти принципы к цирконию, необходимо рассмотреть электронную и кристаллическую структуры и электрохимические характеристики этого металла.

title-icon Подобные новости