intermetalik - Intermetallic
Bir intermetalik (ayrıca intermetalik bileşik , intermetalik alaşım , sıralı intermetalik alaşım ve uzun menzilli sıralı alaşım olarak da adlandırılır ), iki veya daha fazla metalik element arasında sıralı bir katı hal bileşiği oluşturan bir metalik alaşım türüdür. İntermetalikler genellikle sert ve kırılgandır, yüksek sıcaklık mekanik özellikleri iyidir. Stokiyometrik veya stokiyometrik olmayan intermetalik bileşikler olarak sınıflandırılabilirler.
Katı fazlar için geçerli olan "intermetalik bileşikler" terimi uzun yıllardır kullanılıyor olmasına rağmen, örneğin 1955'te Hume-Rothery tarafından tanıtılmasından pişmanlık duyulmuştur .
Tanımlar
Araştırma tanımı
1967'de Schulze, intermetalik bileşikleri , kristal yapısı diğer bileşenlerden farklı olan, isteğe bağlı olarak bir veya daha fazla metalik olmayan elementle birlikte iki veya daha fazla metalik element içeren katı fazlar olarak tanımladı . Bu tanım kapsamında aşağıdakiler yer almaktadır:
- Elektron (veya Hume-Rothery ) bileşikleri
- Boyut paketleme aşamaları. örneğin Laves evreleri , Frank-Kasper evreleri ve Nowotny evreleri
- Zintl aşamaları
Bir metalin tanımı aşağıdakileri içerecek şekilde alınır:
- geçiş sonrası metaller , yani alüminyum , galyum , indiyum , talyum , kalay , kurşun ve bizmut .
- metaloidler , örneğin silikon , germanyum , arsenik , antimon ve tellür .
Metallerin homojen ve heterojen katı çözeltileri ve interstisyel bileşikler ( karbürler ve nitrürler gibi ) bu tanımın dışındadır. Bununla birlikte, intermetalik bileşiklerin bir metal ile alaşımları gibi, interstisyel intermetalik bileşikler de dahildir.
Genel kullanım
Genel olarak kullanılan, aşağıdakileri içeren bir araştırma tanımı, post-geçiş metalleri ve metaloidlerin , bu gibi bileşikler bulunmaktadır uzatıldı sementit Fe 3 C Bu bileşikler, bazen Vadeli geçiş bileşikler olabilir stoikiyometrik intermetalik bileşiklerin ve de benzer özelliklere tanımlanmış yukarıda.
kompleksler
Terimi, intermetalik gibi iki veya daha fazla metal içeren bileşikleri tarif etmek için kullanılan kompleks siklopentadienil Cp 6 Ni 2 Zn 4 .
B2
Bir B2 intermetalik bileşiği, bileşen metallerin iç içe geçmiş iki basit kübik kafesi olarak düzenlenmiş, alüminyum ve demir gibi iki metalin eşit sayıda atomuna sahiptir.
Özellikler ve uygulamalar
Metaller arası bileşikler oda sıcaklığında genellikle kırılgandır ve yüksek erime noktalarına sahiptir. Bölünme veya taneler arası kırılma modları, plastik deformasyon için gerekli olan sınırlı bağımsız kayma sistemleri nedeniyle metaller arası tipiktir. Bununla birlikte, Nb–15Al–40Ti gibi sünek kırılma modlarına sahip bazı intermetalik örnekleri vardır. Diğer intermetalikler, tane sınırı kohezyonunu arttırmak için diğer elementlerle alaşım yaparak gelişmiş süneklik sergileyebilir. Tane sınırı kohezyonunu iyileştirmek için bor gibi diğer malzemelerin alaşımlanması, birçok intermetalikte sünekliği iyileştirebilir. Sertlik ve/veya yüksek sıcaklıklara direnç, bir miktar tokluk ve işleme kolaylığından ödün verecek kadar önemli olduğunda, genellikle seramik ve metalik özellikler arasında bir uzlaşma sunarlar . Sırasıyla güçlü iç düzenleri ve karışık ( metalik ve kovalent / iyonik ) bağları nedeniyle istenen manyetik , süper iletken ve kimyasal özellikleri de gösterebilirler . İntermetalikler, çeşitli yeni malzeme gelişmelerine yol açmıştır. Bazı örnekler , nikel metal hidrit pillerdeki alnico ve hidrojen depolama malzemelerini içerir . Ni 3 Al bilinen nikel tabanlı sertleştirme fazı, süper alaşımlar ve çeşitli titanyum aluminidler da ilgiyi çekmiştir türbin kanadı ikincisi de çok küçük miktarlarda kullanılır, uygulamaların tanecik küçültme arasında titanyum alaşımları . Metaller arası silikon içeren silisitler , mikroelektronikte bariyer ve temas katmanları olarak kullanılır .
intermetalik Bileşik | Erime sıcaklığı
(°C) |
Yoğunluk
(kg/m 3 ) |
Young Modülü (GPa) |
---|---|---|---|
FeAl | 1250-1400 | 5600 | 263 |
Ti 3 Al | 1600 | 4200 | 210 |
MoSi 2 | 2020 | 6310 | 430 |
Örnekler
- Manyetik malzemeler , örneğin alniko , Sendust , Permendur, FeCo, Terfenol-D
- Süper iletkenler, örneğin A15 fazları , niyobyum-kalay
- Hidrojen depolama, örneğin AB 5 bileşikleri ( nikel metal hidrit piller )
- Şekil hafızalı alaşımlar, örneğin Cu-Al-Ni (Cu 3 Al ve nikel alaşımları ), Nitinol (NiTi)
- Kaplama malzemeleri, örneğin NiAl
- Yüksek sıcaklık yapısal malzemelerin örneğin nikel alüminidi , Ni 3 Al
- Ag 3 Sn ve Cu 3 Sn intermetaliklerinin alaşımları olan dental amalgamlar
- Mikroelektronik için kapı teması / bariyer katmanı , örneğin TiSi 2
- Laves fazları (AB 2 ), örneğin MgCu 2 , MgZn 2 ve MgNi 2 .
Intermetaliklerin oluşumu sorunlara neden olabilir. Örneğin, altın ve alüminyumun intermetalikleri, yarı iletken cihazlarda ve diğer mikro elektronik cihazlarda tel bağ arızalarının önemli bir nedeni olabilir . Elektronik bileşenler arasındaki lehim bağlantılarının güvenilirliğinde intermetaliklerin yönetimi önemli bir konudur.
intermetalik parçacıklar
Metaller arası parçacıklar genellikle metalik alaşımların katılaşması sırasında oluşur ve bir dağılım güçlendirme mekanizması olarak kullanılabilir .
Tarih
Tarih boyunca intermetalik örnekleri şunları içerir:
Alman tipi metal, cam gibi kırılır, bükülmez, bakırdan daha yumuşak ama kurşundan daha eriyebilir olarak tanımlanır. Kimyasal formül yukarıdaki ile uyuşmuyor; bununla birlikte, özellikler intermetalik bir bileşik veya birinin bir alaşımı ile eşleşir.
Ayrıca bakınız
Referanslar
- Gerhard Sauthoff: Intermetallics, Wiley-VCH, Weinheim 1995, 165 sayfa
- Intermetalikler Gerhard Sauthoff, Endüstriyel Kimya Ullmann Ansiklopedisi, Wiley Interscience. (Abonelik gereklidir)
- ^ a b c d Askeland, Donald R.; Wright, Wendelin J. "11-2 Metallerarası Bileşikler". Malzeme bilimi ve mühendisliği (Yedinci ed.). Boston, MA. s. 387–389. ISBN'si 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750 .
- ^ Intermetalik Alaşım Geliştirme Paneli, Mühendislik ve Teknik Sistemler Komisyonu (1997). Intermetalik alaşım geliştirme: bir program değerlendirmesi . Ulusal Akademiler Basını. s. 10. ISBN'si 0-309-52438-5. OCLC 906692179 .
- ^ Soboyejo, WO (2003). "1.4.3 Intermetalikler". Mühendislik malzemelerinin mekanik özellikleri . Marcel Dekker. ISBN'si 0-8247-8900-8. OCLC 300921090 .
- ^ Elektronlar, atomlar, metaller ve alaşımlar W. Hume-Rothery Yayımcı: The Louis Cassier Co. Ltd 1955
- ^ GER Schulze: Metallphysik, Akademie-Verlag, Berlin 1967
- ^ Pamuk, F. Albert ; Wilkinson, Geoffrey ; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), İleri İnorganik Kimya (6. baskı), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
-
^ "Çelik kanatlar: Bir demir ve alüminyum alaşımı, maliyetinin onda biri karşılığında titanyum kadar iyidir" . Ekonomist . 7 Şubat 2015 . 5 Şubat 2015'te alındı .
E02715
- ^ Soboyejo, WO (2003). "12.5 Intermetaliklerin Kırılması". Mühendislik malzemelerinin mekanik özellikleri . Marcel Dekker. ISBN'si 0-8247-8900-8. OCLC 300921090 .
- ^ SP Murarka, VLSI ve ULSI için Metalizasyon Teorisi ve Uygulaması . Butterworth-Heinemann, Boston, 1993.
- ^ Milton Ohring, İnce Filmlerin Malzeme Bilimi , 2. Baskı, Academic Press, San Diego, CA, 2002, s. 692.
- ^ [1] Type-pounding The Penny Cyclopædia of the Society for the Difüzyon of Faydalı Bilgi Derneği By the Difüzyon of Faydalı Bilgi (Büyük Britanya), George Long 1843 Yayınlandı
Dış bağlantılar
- Intermetalics , bilimsel dergi
- Metaller Arası Yaratılış ve Büyüme - NASA Goddard Uzay Uçuş Merkezi'nin Wire Bond Web sitesinde bir makale.
- Intermetallics projesi (Avrupa Uzay Ajansı'ndaki IMPRESS Intermetallics projesi)
- Katılaşan/donan bir AB 5 intermetalik bileşiğinin videosu