Сплавы магния с металлами группы IIIВ

30.10.2019

Как уже указывалось, металлы группы IIIB периодической системы относятся к классу элементов, играющих очень важную роль в развитии теории магниевых сплавов. Поскольку электрохимическое различие между магнием и этими металлами менее выражено, чем между магнием и металлами более высоких групп периодической системы, основными факторами, обусловливающими растворимость металлов IIIВ-группы в магнии, очевидно, являются объемный фактор и валентность растворенного металла.

Объемные факторы таллия, индия и таллия уже рассматривались выше; напомним лишь, что объемный фактор галлия находится вне, а индия и таллия — внутри зоны благоприятных объемных факторов относительно магния. К сожалению, невозможно полностью сравнить объемные факторы индия и таллия, поскольку эти металлы, в частности таллий, могут быть неполностью ионизированы, хотя подобие кривых ликвидуса сплавов Mg—Al и Mg—In, богатых магнием, указывает на полную ионизацию для индия. Если в качестве атомного диаметра принять кратчайшее межатомное расстояние в кристалле элемента, то объемный фактор индия (d = 3,24 кХ) относительно магния более благоприятен, чем таллия (d = 3,401 кХ). Если, однако, внести поправку на возможную неполную ионизацию, то более благоприятным окажется объемный фактор таллия.
Сплавы магния с металлами группы IIIВ

На рис. 165 приведена диаграмма равновесия системы Mg—Ga. Часть диаграммы со стороны магния приблизительно вплоть до 44% вес. (21,5% атомн.) Ga основана на данных Рейнора и Юм-Розери. Кривые ликвидуса спадают относительно резко, и растворимость галлия в магнии в твердом состоянии достигает 8,6% вес. (3,14% атомн.) при температуре плавления эвтектики, равной 422,7° С. При дальнейшем понижении температуры растворимость галлия уменьшается и, следовательно, сплавы магния с галлием относятся к типу стареющих сплавов. Действительно, Кролль обнаружил, что сплав, содержащий приблизительно 4,6% вес. (1,64% атомн.) Ga и предварительно закаленный от 450° С, упрочняется в процессе старения при 120° С. При 40,4% вес. (19,2% атомн.) Ga образуется эвтектика между твердым раствором на основе магния и интерметаллической фазой.

Природа интерметаллических фаз в этой системе изучалась Векерле и затем более детально Путиным и Мисисом, использовавшими термический анализ для изучения всей системы. Температура плавления эвтектики, богатой магнием, по их данным, равна 424° С, а эвтектическая точка соответствует составу, показанному на рис. 165. В равновесии с твердым раствором на основе магния находится соединение Mg5Ga2, которому отвечает максимум кривой ликвидуса при 466° С. В системе имеется еще три соединения, которые образуются по реакциям:

Все эти фазы хорошо различимы и, по данным авторов, образуются при определенных составах. Следует отметить, однако, что Векерле на основании результатов рентгеноструктурного анализа пришел к выводу, что соединение Mg2Ga имеет область гомогенности от 56 до 63% вес. (30,75—37,26% атомн.) Ga.

Кривая ликвидуса между Mg5Ga2 и галлием состоит из четырех плавно опадающих ветвей. Состав, при котором происходит реакция, включающая жидкость, MgGa2 и твердый галлий, практически совпадает с правой осью ординат, и, следовательно, растворимость магния в таллии в твердом состоянии чрезвычайно мала.

Кристаллические структуры двух интерметаллических фаз MgGa и MgGa2 не установлены. Структуры Mg5Ga2 и Mg2Ga были исследованы Хауке, который подтвердил также существование соединения MgGa и другого соединения, богатого галлием, состав которого не был установлен и которое, по-видимому, можно идентифицировать с MgGa2.

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