Фазы ХMg3 и ХMg

30.10.2019

Фазы ХMg3 имеют кубическую структуру и содержат четыре формульных единицы (16 атомов) в элементарной ячейке. Положения атомов в структуре почти полностью аналогичны положению атомов в упорядоченном твердом растворе алюминия в железе (Fe3Al). Поэтому интересно отметить, что отношение атомных диаметров церия и празеодима к атомному диаметру магния очень близко к соотношению атомных диаметров алюминия и железа.

Следовательно, можно считать, что стабильность фаз AMg3 обусловлена определенным отношением атомных размеров редкоземельных металлов и магния. Большие атомы редкоземельного металла располагаются в вершинах и центрах граней кубической элементарной ячейки с периодом, равным а, тогда как атомы магния располагаются посередине ребер, в центре ячейки, а также в центрах восьми меньших ячеек с периодом, равным а/2, на которые мысленно можно разделить большую элементарную ячейку. Отсюда видно, что в данной структуре минимальное расстояние между атомами редкоземельного металла равно а/V2, а между атомами магния и редкоземельного металла — аV3/4.

Периоды решетки этих трех исследованных фаз следующие:
Фазы ХMg3 и ХMg

При дальнейшем введении незначительного числа атомов редкоземельного металла они могут расположиться таким образом, чтобы минимальное расстояние их от других атомов редкоземельного металла было а/2, т. е. посередине ребер куба. Поскольку а/2 больше атомного диаметра соответствующих редкоземельных металлов, не должно быть заметного взаимного отталкивания между ионами. Следовательно, области гомогенности, предложеннные Фогелем и Хейманном, вполне реальны, хотя, согласно диаграммам равновесия рис. 172, б и г, в обоих соединениях возможен только очень незначительный избыток атомов редкоземельного металла. Если все атомы магния, расположенные на ребрах куба, заманить атомами редкоземельного металла, то получим соединение MgX и объемноцентрированную упорядоченную кубическую структуру типа CsCl. Соединения MgX действительно обладают этой структурой и изоморфны с MgSr. Периоды решетки этих соединений следующие:

В данной структуре каждый атом редкоземельного металла симметрично окружен восемью атомами магния. При любой попытке ввести дополнительные атомы редкоземельного металла в структуру мы приходим к тому, что ближайшее расстояние между атомами редкоземельного металла должно сократиться до aV3/2 даже при использовании данных работы минимальное расстояние между атомами редкоземельного металла будет меньше атомного диаметра в кристалле соответствующего элемента, с учетом поправки на координационное число 8. Это должно привести к возникновению значительных сил отталкивания между ионами редкоземельного металла, а значит, ясно, что область гомогенности фаз MgX не должна простираться выше 50% атомн. редкоземельного металла.

Согласно диаграммам равновесия сплавов Mg—La и Mg—Ce, отсутствует плавный переход от структуры Mg3X к структуре MgX; между этими соединениями либо находится двухфазная область, либо появляется фаза Mg2X. Интересно детальнее исследовать сплавы магния с редкоземельными металлами в данной области составов, поскольку Каннери, например, утверждает, что между MgPr и Mg3Pr в системе Mg — Pr образуется непрерывный ряд твердых растворов, среди которых отсутствует фаза Mg2X.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2020
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна