Большая советсткая энциклопедия Металлиды

Металлиды

Металлиды, металлические соединения, интерметаллические фазы, промежуточные фазы, химические соединения металлов между собой. К М. примыкают соединения переходных металлов с неметаллами (Н, В, С, N и др.). В таких соединениях металлическая связь. М. получают прямым взаимодействием их компонентов при нагревании, путём реакций обменного разложения и др. Образование М. наблюдается при выделении избыточного компонента из твёрдых растворов или как результат упорядочения в расположении атомов компонентов твёрдых растворов.

Состав М. обычно не отвечает формальной валентности их компонентов и может изменяться в значительных пределах. Это объясняется тем, что в М. ионная и связи встречаются редко, а преобладает металлическая связь. В 1912—14 Н. С. Курнаков последовательно применяя физико-химический анализ к изучению металлических систем показал существование двух типов М., дал названия и на диаграммах "состав — свойство" характеризуются сингулярной точкой, отвечающей постоянному, обычно простому отношению между числами атомов, образующих соединение. Отсутствие такой точки и переменный состав твёрдой фазы являются признаками Дальтониды среди М. сравнительно немногочисленны. Примерами их могут служить соединения магния с элементами главной подгруппы IV и V групп системы Менделеева. Эти М. построены по типам HSi (Mg₂Si, Mg₂Ge, Mg₂Sn, Mg₂Pb) и (Mg₃P₂, Mg₃As₂, Mg₃Sb₂, Mg₃Bi₂). Для них характерны преобладание ионной и связей, практическое отсутствие твёрдых растворов с компонентам М большая хрупкость, низкая электропроводность, т. е. по свойствам они близки к ионным соединениям (солям).

Многие соединения, образуемые переходными металлами и металлами подгруппы меди с элементами главной подгруппы III, IV, V, VI групп системы Менделеева, кристаллизуются по структурному типу решётка с координационным числом 6) и обладают довольно широкими областями однородности на диаграммах состояния, т. е. образуют твёрдые растворы со своими компонентам. Среди встречаются и дальтониды (например, и (например, где х равен 0,72—0,92).

В 1914 Н. С. Курнаков с сотрудниками нашёл, что на диаграммах "состав свойство" твёрдых растворов системы после отжига и медленного охлаждения появляются сингулярные точки, отвечающие образованию определённых соединений CuAu и впоследствии появление М. при охлаждении твёрдых растворов было обнаружено в ряде др. металлических систем; в частности, найдены соединения MnAu₂. М. образующиеся при превращении растворов, соединениями анализ дал ещё одно подтверждение правильности признания этих М. химическими соединениями: на диаграммах "состав — степень упорядоченности" наблюдаются сингулярные максимумы, отвечающие отношениям компонентов.

Наиболее обширный класс М. составляют соединения, в которых преобладает металлическая связь. Сюда относятся прежде всего М образованные Cu, и а также переходными металлами с Be. Как показали состав этих соединений определяется электронной концентрацией равна отношению общего числа электронов (таковыми считаются электроны, находящиеся на внешних оболочках) к общему числу атомов в структурной ячейке (например, в имеем 5 + 2·821 внеш. электрон и 5 + 8 = 13 атомов; h = ²¹/₁₃). При h = ²/₃ образуются фазы с объёмноцентрированной кубической структурой, при h =²¹/₁₃ — имеющие кристаллическую структуру гранецентрированного куба, при h =⁷/₄ — фазы или электронные соединения, распространенные в сплавах типа бронзы и латуни, например: Cu₃₁Sn CuZn₃, Нем. учёный показал (1934), что при соотношении атомных радиусов в пределах 1,1—1,3 и при составе, описываемом формулой AB₂, возникают весьма компактные структуры с числами 12 и 16 и с упорядоченным расположением атомов. К фазам (структурные типы Mgu₂, и Mgi₂) относится около 50% всех известных в двойных системах. (О более редких типах М а также о тройных М. см. лит. ниже.) Многие М. получили применение (и в чистом состоянии, и в виде сплавов) как магнитные материалы (в частности, SCo для изготовления постоянных магнитов), полупроводники, материалы. М. являются важной составляющей жаропрочных сплавов, конструкционных материалов, антифрикционных материалов, типографских сплавов и др.

Лит: Курнаков Н. С. Труды т. 1—3, М., 1960—63; его же, Тройные металлические фазы в сплавах М., 1964; Кристаллохимия, изд., М., 1971; Теория фаз в сплавах, пер. с англ., М., 1961; пер. с англ., в. 1, М., 1967; Интерметаллические соединения, пер. с англ., М., 1970; "Металлофизика", 1973, в. 46 (статьи о фазах Лавеса).

С. А. Погодин, Ю. А. Скаков, Я. С. Умайский.