Двухвалентные металлы на основе магния

30.10.2019

Из рис. 49 следует, что двухвалентные элементы бериллий, цинк и металлы группы IIА имеют неблагоприятный объемный фактор, а кадмий и ртуть — благоприятный объемный фактор по отношению к магнию. Поэтому бериллий едва ли может оплавляться с магнием. Попытки растворить бериллий в кипящем магнии (приблизительно 1110°C) или с помощью диффузии как .в твердом, так и в жидком состоянии при длительном отжиге дали отрицательные результаты. Кальций — с менее неблагоприятным объемным фактором, чем бериллий, растворяется в твердом магнии в незначительных количествах, но в жидком состоянии существует полная взаимная растворимость. Кальций с магнием образует металлическое соединение Ca3Mg4. Никаких точных данных о растворимости стронция и бария в магнии пока нет, но исходя из того, что объемный фактор бария по отношению к магнию менее благоприятен, чем объемный фактор кальция, можно ожидать ничтожную растворимость в твердом растворе.

Оставшийся элемент с неблагоприятным объемным фактором — цинк имеет размер атома приблизительно такой же, как и медь. Неудивительно поэтому, что цинк имеет ограниченную растворимость в твердом растворе и образует металлическое соединение MgZn2 со структурой, родственной структуре MgCu2. Предельная растворимость цинка в твердом растворе (приблизительно 3,3% атомн.) значительно выше, чем меди, что согласуется с тем, что эффект относительной валентности дополняет действие объемного фактора. В системе магний — цинк, кроме соединения MgZn2, образуются соединения MgZn и Mg2Zn11, которые детально обсуждаются ниже.

Кадмий имеет благоприятный объемный фактор по отношению к магнию, одинаковую валентность и плотноупакованную гексагональную структуру, отличающуюся от структуры магния только отношением осей (1,885 по сравнению с 1,6237). В соответствии с общими принципами, рассмотренными на примере сплавов меди, серебра и золота, кадмий и магний обладают неограниченной взаимной растворимостью в твердом состоянии, хотя при низких температурах образуются сверхструктуры. Систему магний—кадмий следует сравнивать с системами медь — золото, золото — серебро, германий — кремний, сурьма — висмут и другими системами, в которых элементы одинаковой валентности и подобной кристаллической структуры полностью растворяются друг в друге.

Ртуть имеет такой же объемный фактор, как и кадмий, но кристаллизуется в простой ромбоэдрической структуре, в которой каждый атом имеет шесть ближайших соседей, расположенных на одинаковом расстоянии 2,999kX (-46° С). Поэтому полная растворимость в твердом состоянии невозможна.

Согласно равновесной диаграмме состояния магний — ртуть, растворимость ртути в магнии ограничена (0,4% атомн.); низкую растворимость следует отнести и за счет того, что ртуть является элементом последнего длинного периода периодической системы, хотя причина этой аномалии пока еще не ясна.

Из рассмотренных систем только система магний — ртуть имеет некоторую аномалию. Остальные двухвалентные элементы ведут себя так, как и можно было ожидать, исходя из общей теории образования сплавов.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна