title-icon
Яндекс.Метрика
» » III группа периодической системы

III группа периодической системы

Цирконий—бор. Существование соединения Zr3B4 было указано Хансеном. Борид состава ZrB2 был найден Маккена, Андерсоном и др., изготовившими с большими трудностями несколько сплавов, применяя низкосортный 95%-ный бор. Сплавы содержали в структуре длинные иглоподобные зерна, которые, повидимому, являлись боридом циркония и которые было легко отличить от окружающих карбидов.
Кисслинг исследовал систему цирконий—бор методами рентгеноанализа. Иодидный цирконий и бор 99%-ной чистоты расплавлялись в высокочастотной вакуумной индукционной печи (материал тигля не указан). Небольшое количество бора растворимо в а-цирконии. Предел растворимости бора в цирконии составляет около 1 атомн. %. Была найдена только одна промежуточная фаза, имевшая состав ZrB2 и обладающая узким интервалом гомогенности. Рентгенограмма порошка показала, что соединение ZrB2 имеет гексагональную решетку с параметрами:

Нортон изучал структуру различных металлических боридов, включая борид циркония. Было найдено, что все бориды соответствуют формуле MeB2 и имеют изоморфную кристаллическую структуру с металлическими атомами, образующими простую гексагональную решетку с отношением осей, несколько большим единицы. Было найдено, что одна элементарная ячейка решетки содержит одну молекулу борида MeB2, что соответствует переменным слоям атома металла и бора, расположенным параллельно базисной плоскости решетки. Бориды обладают хорошо выраженными металлическими свойствами.
Глейзер и Иваник нашли, что изоморфные бориды циркония и титана образуют непрерывный ряд твердых растворов.
Цирконий—алюминий. Двойная система цирконий—алюминий исследовалась Лабораторией по исследованию вооружения. Применялась методика, описанная для системы цирконий—медь. Диаграмма состояния цирконий—алюминий показана на фиг. 74. Рассматривая эту систему в порядке возрастания содержания алюминия, можно сделать следующие основные выводы:
1. Цирконий образует эвтектику с соединением Zr5Al3 (15,07% Al) при 11% Al и температуре 1350±10°.
2. Максимальная растворимость алюминия в в-цирконии составляет 9,5% при эвтектической температуре.
3. Промежуточная фаза Zr2Al (12,88% Al) образуется в твердом состоянии при 1250 ±50° по перитектоидной реакции:

4. Промежуточная фаза Zr3Al (8,80% Al) образуется при 975±25° по перитектоидной реакции:

5. Добавка алюминия повышает температуру аллотропического превращения до 940±10°. При этой температуре происходит пери-тектоидная реакция:

причем образуется а-твердый раствор, Содержащий около 3,5% Al.
6. Растворимость алюминия в а-цирконии уменьшается с понижением температуры от 3,5% алюминия при 940° до 1% при 800° и 0,5% при 700°.
7. Соединение Zr6Al3 (15,07% Al) образуется по перитектической реакции между соединением Zr3Al2 (16,46 % Al) и расплавом, содержащим около 15% Al при 1395±10°. Соединение Zr5Al3 распадается при более низких температурах, вероятно, эвтектоидно.

8. Соединение Zr3Al2 (16,46% Al) образуется по перитектической реакции между соединением Zr4Al8 (18,15% Al) и расплавом, содержащим около 16% Al при 1480±20°.
9. Соединение Zr4Al3 (18,15% Al) плавится с открытым максимумом при 1530±20°.
10. Эвтектика появляется при 22% Al между Zr4Al3 и Zr2Al3 (приблизительно 30,72% Al) при 1480±20°.
11. Соединение ZrAl (22,82% Al) образуется в твердом состоянии при 1250±50° по перитектоидной реакции:

12. Соединение Zr2Al3 (вероятно, 30,72%Al) образуется при 1595±25° по перитектической реакции между соединением ZrAl2 (37.16% Al) и расплавом, содержащим около 30% Al.
13. Соединение ZrAl2 (37,16% Al) плавится с открытым максимумом при 1645 + 25°.
14. При 45% Al и 1490+20° наблюдается эвтектика между соединениями ZrAl2 и ZrAl3 (47,00% Al).
15. Соединение ZrAl3 (47,00% Al) плавится с открытым максимумом при 1580+25°.
16. При всех концентрациях алюминия, превышающих 47%, существует только две фазы: соединение ZrAl3 и алюминий.
Фаза Zr Al2 имеет ромбическую структуру с параметром решетки:

Соединение ZrAl3 имеет тетрагональную решетку с параметрами:

Соединения Al3Zr, Al2Zr и Al4Zr3 упоминаются Хансеном. Брауэр указывает, что соединение ZrAl3 имеет тетрагональную решетку с параметрами:

Растворимость циркония в алюминии в твердом состоянии меньше 0,13 вес. % по опытам Финка и Виллея, которые изучали строение сплавов, богатых алюминием.
Литтон и Огбурн указывают, что растворимость алюминия в в-цирконии превосходит 3%, а в а-цирконии она составляет менее 0,5%.
Андерсон и сотр. исследовали циркониевоалюминиевые сплавы (до 4,8 вес. % Al) и указали, что все эти сплавы являются, однофазными твердыми растворами.
Сплавы циркония с другими элементами третьей группы. Имеются лишь данные, что. существует соединение циркония с галлием, соответствующее составу ZrGa3. Смиттельс указывает что это соединение имеет тетрагональную решетку с параметрам а=5,6А, с=8,71А и изоморфно соединениям TiAl3 и TiGa3.

title-icon Подобные новости