28.03.2020
Покупка собственного жилья является в настоящее время мечтой многих, поскольку это отличная идея для капиталовложения. Тем не...


28.03.2020
Покупка собственного жилья является в настоящее время мечтой многих, поскольку это отличная идея для капиталовложения. Тем не...


27.03.2020
Один из самых популярных видов по типу установки – это подвесная раковина. Она монтируется прямо к стене при помощи специальных...


27.03.2020
Деревянные дома часто повреждаются от повышенной влажности, поэтому домовладельцы вынуждены иногда ремонтировать фундамент здания....


26.03.2020
Полноценную жизнь современного человека уже невозможно представить без использования гаджетов. Ноутбуки и смартфоны, планшеты и...


25.03.2020
Сегодня колодцы — это самый распространенный источник воды в загородном водоснабжении дачных участков и частных домов. А чтобы...


Пяти- и шестивалентные растворенные элементы на основе магния

30.10.2019

Элементы группы VB и VIB имеют еще более электроотрицательный характер, чем элементы группы IVB. В связи с этим стремление к образованию соединений с магнием еще более сильно выражено и о элементами групп VB и VIB образуются соединения типа Mg3X2 и MgX. Так как соединения Mg2X, образованные элементами группы IVB, отвечают нормальным ионным валентностям компонентов, то их называют «нормальными валентными соединениями».

Это подтверждается тем, что соединение Mg2X антиизоморфно фтористому кальцию, соединения Mg3X2 — антиизоморфны солеобразным структурам окиси лантана La2O3 или окиси церия Ce2O3, тогда как соединения типа MgX, такие как MgSe, имеют структуру каменной соли. Однако истинное положение несколько сложнее и будет рассмотрено более детально в дальнейшем.

Объемный фактор мышьяка по отношению к магнию неблагоприятен, поэтому в совокупности с сильным электрохимическим фактором, усиливающим ограничение растворимости в твердом состоянии, образуется незначительная область твердого раствора мышьяка в магнии. В системах магний — мышьяк и магний — висмут электрохимический фактор уменьшается с увеличением атомного номера растворенных элементов, как и в сплавах с четырехвалентными растворенными элементами.

Объемные факторы по отношению к магнию становятся более благоприятными в том же самом порядке, так что следует ожидать увеличения растворимости в твердом состоянии и понижения температуры плавления образующихся интерметаллических соединений. Это подтверждается опытом: температуры плавления Mg3Sb2 и Mg3Bi2 равны 1228 и 823° С соответственно, хотя растворимость сурьмы в магнии незначительна, растворимость висмута достигает приблизительно 2% (атомн.). Точная форма кривых растворимости в твердом состоянии пока неизвестна; имеющиеся экспериментальные точки использованы при построении кривых рис. 55, из рассмотрения которых следует, что в данном случае наблюдаются такие же отклонения log S — 1/Т от линейности, как и при растворении свинца и олова.

Элементы VIB группы периодической системы сильно электроотрицательны и образуют с магнием очень устойчивые соединения.

Сера, селен и теллур при нагревании взаимодействуют с магнием со взрывом, образующиеся соединения кристаллизуются в структурах, подобных структурам солей. MgS и MgSe имеют кристаллическую структуру типа каменной соли (NaCl), а MgTe — кристаллизуется в структуре вюртцита.

Хотя последнее соединение, образующееся между ионами Mg2+ и Te2-, можно отнести к соединениям, подобным солевым, необходимо отметить, что, так как магний и теллур отдают соответственно два и шесть электронов на атом, это соединение имеет отношение электрон: атом, равное четырем, характерное для многих металлических соединений; кристаллизующихся в структуре вюртцита или в структуре, очень сходной со структурой цинковой обманки. Как и следовало ожидать исходя из существования этих устойчивых соединений, растворимость элементов группы VIВ в магнии ничтожна.

Из приведенного краткого анализа поведения магния при легировании большим количеством элементов понятно, что образование сплавов на основе магния осложняется действием фактора относительной валентности и особенно образованием металлических соединений вследствие сильно электроположительной природы металла. Если должным образом учитывать действие этих факторов, то обнаруживается, что правило объемного фактора дает очень хорошую ориентировку в тех случаях, когда можно ожидать образования широкой области твердого раствора. Из одновалентных металлов только литий растворяется в сколько-нибудь заметной степени в магнии, поэтому бесполезно искать какую-либо закономерность в отношениях электрон: атом и ограниченной растворимости одновалентных элементов в магнии.

Двухвалентные металлы не изменяют отношения электрон : атом, и в данном случае растворимость в твердом состоянии определяется в основном другими факторами, отличными от тех, которые учитывают изменение электронной энергии. Следовательно, только данные, относящиеся к трех- и четырехвалентным растворенным элементам, могут быть использованы для того, чтобы сделать попытку связать растворимость в твердом состоянии с различием валентности растворенного вещества и растворителя. Как мы видели, системы, включающие олово и свинец, показывают ограничивающий эффект образования стабильных соединений. Система магний — свинец является одной из систем, в которой влияние образования устойчивого соединения является наименьшим, так как свинец наименее электроотрицателен из элементов групп IVB, VB и VIB.

Интересно поэтому сравнить растворимость свинца и таллия в магнии. Оба эти металла находятся в последнем длинном периоде периодической системы, поэтому ограничивающий эффект будет сравнимым в обоих случаях. Неправильно было бы сравнивать свинец как растворенный элемент с индием; соответствующим четырехвалентным элементом для сравнения с индием может служить олово, но высокий электрохимический фактор в системе магний — олово делает такое сравнение невозможным.

Максимальная растворимость таллия и свинца в твердом растворе составляет соответственно 7,75 и 15,4% атомн., что соответствует электронным концентрациям 2,154 и 2,155, т. е. является идентичным в пределах экспериментальной ошибки. Трудно себе представить, что это соответствие случайно. Эти цифры вместе с рассуждениями, изложенными при анализе рис. 52, дают основание полагать, что растворимость в твердом состоя-янии должна, по-видимому, регулироваться отношением электрон : атом, как для медных и серебряных сплавов, если бы не влияние электроположительного характера магния.

Следовательно, рассмотрение растворимости в твердом состоянии свидетельствует о том, что фактор валентности действует в магниевых сплавах. Более четкие доказательства этого обнаруживаются при рассмотрении кривых ликвидуса и солидуса магниевых сплавов.

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