Интерметаллиды

ИНТЕРМЕТАЛЛИДЫ (интерметаллические соединения), химические соединения двух или нескольких металлов. Интерметаллиды, наряду с химическими соединениями металлов (в основном переходных) с неметаллами (так называемыми фазами внедрения, например, гидридами, карбидами, нитридами металлов), относятся к металлидам, или металлическим соединениям. Интерметаллиды образуются при взаимодействии компонентов при нагревании, в результате обменных реакций, при распаде пересыщенных растворов одного металла в другом и др. В кристаллической решётке интерметаллидов атомы каждого из металлов занимают строго определённое положение, создавая как бы несколько вставленных одна в другую подрешёток. В этих подрешётках может быть значительное количество незанятых узлов (вакансий) или узлов, занятых атомами «чужого» металла. Поэтому интерметаллиды, как правило, существуют в определённой области концентраций компонентов (так называемые области гомогенности); состав интерметаллидов обычно не отвечает формальной валентности компонентов. Диаграмма состав - свойство в области гомогенности может иметь сингулярную точку, соответствующую постоянному, обычно целочисленному, отношению атомов компонентов (дальтониды), или не иметь её (бертоллиды).

Существование интерметаллидов в системе, их состав и структура обусловлены положением компонентов в периодической системе, их атомными радиусами, электроотрицательностью, ионизационным потенциалом. Наиболее обширный класс интерметаллидов в двойных системах составляют так называемые фазы Лавеса - соединения со структурой MgCu₂, MgZn₂ и MgNi₂, обладающие узкими областями гомогенности. Они возникают обычно при соотношении атомных радиусов компонентов в пределах 1,1-1,3. В сплавах некоторых металлов I группы короткой формы (1-й группы длинной формы) периодической системы или переходных металлов с металлами II-V групп короткой формы (2, 13-15-й групп длинной формы) образуются так называемые электронные соединения, или фазы Юм-Розери. Их состав и структура определяются главным образом отношением числа валентных электронов к числу атомов в структурной ячейке. Многие переходные металлы образуют интерметаллиды с гексагональной структурой NiAs; некоторые из них обладают узкими областями гомогенности и являются полупроводниками, другие - с широкими областями гомогенности - обладают металлическими свойствами.

Интерметаллиды применяются как полупроводниковые, магнитные материалы (SmCo₅, Fe₃Ni, Cu₂MnAl и др.), сверхпроводники (Nb₃Sn и др.), аккумуляторы Н₂ (соединения РЗЭ, Ti, Zr, например, LaNi₅, TiFe); входят в состав жаропрочных сплавов, высокопрочных конструкционных материалов, защитных покрытий из тугоплавких металлов (Ni₃Al, Ni₃Nb, Ti₃Al и др.). Интерметаллиды, образующиеся в системе Ni - Ti, обладают «памятью формы» и используются для изготовления термочувствительных элементов и преобразователей тепловой энергии в механическую.

Лит.: Корнилов И. И. Металлиды: строение, свойства, применение. М., 1971; Крипякевич П. И. Структурные типы интерметаллических соединений. М., 1977; Пирсон У. Б. Кристаллохимия и физика металлов и сплавов. М., 1977. Ч. 1-2; Смитлз К. Дж. Металлы. Справочник. М., 1980; Колачев Б. А., Ильин А. А., Дроздов П. Д. Состав, структура и механические свойства двойных интерметаллидов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. 1997. №6; Чупрунов Е. В., Хохлов А. Ф., Фаддеев М. А. Кристаллография. М., 2000.