Физико-химические основы разработки новых материалов в сплавах церия и молибдена с 3d-переходными металлами

• Автор: Калагова, Рита Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 262 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

V ГЛАВА 1. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ЗсГПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИИ

1.1. Краткие сведения об электронном строении и физикохимических свойствах компонентов.1Т
1.2. Образование и устойчивость фаз Лавсса и структурных типов СаСиз и ТЙМП в системах редкоземельных металлов.

1.3. Кристаллохимические факторы в образовании металлических

соединений..

1.4. Взаимодействие компонентов в сплавах церия и молибдена

с Збперсходными металлами.

1.4.1. Двойные диаграммы состояния системы

молибденжелезо кобальт, никель.
1.4.2. Диаграммы состояния системы церийжелезо кобальтникель и цериймолибден.
1.4.3. Диаграмма состояния системы иикелькобальтмолибден
1.5. Исследование магнитных свойств интерметаллических соединений редкоземельных и Збпереходных металлов
Выводы.
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МАГНИТНОГО
УПОРЯДОЧЕНИЯ В СПЛАВАХ ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ С РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ ПРИ ЛЕГИРОВАНИИ ИХ МОЛИБДЕНОМ .
2.1. Физическая природа ферромагнетизма. Критерий Стонера.
2.2. Качественный анализ магнетизма сплавов редкоземельных металлов с переходными металлами при легировании их
молибденом.
ГЛАВА 3. УСЛОВИЯ ПОЛУЧЕНИЯ, ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ И ИССЛЕДОВАНИЕ СПЛАВОВ ЦЕРИЯ И МОЛИБДЕНА
С Зс1ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ
3.1. Особенности плавки и термической обработки сплавов.
3.2. Физикохимические методы исследования структуры и свойств сплавов.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ДВОЙНЫХ И ТРОЙНЫХ СПЛАВОВ
ЦЕРИЯ И МОЛИБДЕНА С ЗеГПЕРЕХОДНЫМИ
МЕТАЛЛАМИ В ЛИТОМ СОСТОЯНИИ
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОЛИБДЕНА НА
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ КОМПОНЕНТОВ В СПЛАВАХ
ЦЕРИЯ С ЗеГПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ.
5.1. Исследование фазовых равновесий и системе нерийкобальтмолибден.
5.2. Исследование фазовых равновесий в системе церийннкельмолибден
5.3. Исследование фазовых равновесий в системе
пери йжелезомо л ибден
5.4. Исследование фазовых равновесий в части четверной
системы церийникелькобальтмолибден.
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ СПЛАВОВ
ЦЕРИЯ И МОЛИБДЕНА С ЗеГПЕРЕХОДНЫМИ
МЕТАЛЛАМИ
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


На ранних стадиях изучения этого вопроса на основании идей Гольдшмидта было сформулировано правило о роли атомных радиусов при формировании фаз типа АВ2. Для этих фаз идеальное отношение атомных радиусов при плотной упаковке атомов составляет 1,5. На рис. Л и 14ал2 соответственно. При условии максимального заполнения пространства атомы А и В должны соприкасаться друг с Другом. Такое максимальное заполнение пространства происходит лишь в случае, когда отношение атомных радиусов равно 32121,5. Однако, в известных фазах Лавеса отношение радиусов Гольдшмидта чистых элементов колеблется от 1, до 1,. Кроме того, существуют и такие комбинации элементов ЛВ2, отношение радиусов компонентов в которых лежит в требуемом интервале, но которые тем не менее не образуют фаз Лавеса . Рис. Структуры фаз Лавеса
Щ2п
Рис. Рис. Рис. В работе было установлено, что отношение размеров играет очень малую роль в решении вопроса о том, какая из 3х фаз Лавеса будет наиболее устойчивой. Витт вычислил объемы зон Бриллюэиа и определил, что структурные типы 1Сц2 и Мп2 реализуются при значениях валентных электронов на атом 1, 1, и 1, 2, соответственно. Более комплексно, проблема устойчивости соединений с плотноупакованной структурой была рассмотрена Верником . Вопросы связанные с изучением фаз Лавеса, вызывали устойчивый интерес многих авторов на протяжении ряда лет. Так, в работах было выявлено, что помимо электронной концентрации для реализации того или иного структурного типа фаз Лавеса имеет значение форма зоны Бриллюэна, а также строение поверхности уровня Ферми , . В е годы были проведены интересные исследования ряда систем, состоящих из фаз Лавеса, где установлено образование непрерывных рядов твердых растворов. Примером такой системы является система МйШг, изученная авторами . МйСи2 МйИ, но данным термического анализа , кристаллизуется как непрерывный ряд твердых растворов. Работа, посвященная образованию непрерывных твердых растворов среди фаз Лавеса на основе редкоземельных с переходными металлами, опубликована исследователями . Методом рентгеноструктурного анализа ими установлено наличие непрерывных твердых растворов, в целом ряде систем. Среди них имеются системы из соединений АВ2, где сочетаются, с одной стороны, в качестве атомов А диспрозий, гольмий, гадолиний и др. Бе и с другой. При изоморфности структуры соединений и одинаковом тине химической связи сохраняются прочие условия для образования непрерывных твердых растворов между ними. Отклонения от линейного изменения параметров решетки в некоторых системах показывают тенденцию к образованию новой фазы . В некоторых их этих систем можно ожидать разрыва непрерывности изза различных полиморфных. Это было экспериментально доказано на примере системы 2гСг2 2гБе2 , где 2гСгг имеет две модификации, а 2тв2 только одну кубическую. Многие интсрмсталлиды, реализующиеся в двойных системах РЗМ с металлами триады железа, имеют гексагональную структуру СаСиз, близкую к гексагональной фазе Лавеса М2п2 , , К ним относятся соединения кобальта и никеля с лантаноидами и актиноидами, в том числе важнейший магнитотвердый сплав БтСоз. Интермсталлиды тина СаСиз также представляют плотнейшую упаковку атомов. Большой атом кальция образует перекрытия с ближайшими атомами меди, а атом меди с 6 атомами кальция рис. В образовании металлических связей принимают участие коллективизированные с1 электроны. У лантаноидов электрон переходит на 5с1 уровень в зону проводимости и все они, включая европий и иттербий, оказываются трехвалентными, а церий четырехвалентным. Взаимодействием неспаренных электронов лантаноидов и несиаренных электронов 31 оболочек кобальта и никеля обусловлены магнитные свойства этих соединений . Структурные типы известных соединений состава КхМеу в системах редкоземельных элементов с 31 переходными металлами подробно обсуждены в работах , , . Все они являются комбинацией ГСиг и СаСиз или аналогичны тину СаСиз , , . Одним из наиболее важных в практическом отношении составов является ЯгМе.