Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Диаграмма состояния и фазовые составляющие моносилицида (MCrSi = 80,10; 35,07% Si)

30.05.2019


Впервые моносилицид хрома (е-фаза) был получен и идентифицирован Фрилеем. Его структура была расшифрована в работе Борена. Выяснилось, что он изоструктурен FeSi (структура типа В20, Р213—T4). Размер его элементарной кубической ячейки, содержащей четыре молекулы CrSi, равен (4,629±0,002) А. Структурные параметры для атомов хрома и кремния составляют соответственно 0,136±0,001 и 0,846±0,001. Близкие межплоскостные расстояния были установлены и в других работах: а = 4,616 А, а = 4,629 А.

Списывая характеристики е-фазы, Борен отмечал, что выделить ее в чистом виде ему не удавалось. В различных по составу сплавах она всегда сосуществовала с кристаллами либо CrSi2, либо одновременно с CrSi2 и Cr5Si3. При этом периоды решетки CrSi во всех подобных препаратах оставались одинаковыми. Это позволило ему прийти к выводу, что моносилицид хрома обладает весьма узкой концентрационной областью гомогенности.

Это заключение было ревизовано Гольдшмидтом и Брандом, согласно которым концентрационные пределы однофазного существования моносилицида достаточно велики. Следует заметить, что этот вывод в последующих работах не нашел подтверждения. В частности, Свечников и соавторы, исследуя Cr, Si-сплавы, содержащие 34 и 36% Si и отожженные при 1250°С в течение 100 ч, металлографически установили их гетерофазность: в первом из них, помимо кристаллов CrSi, присутствовало небольшое количество выделений Cr5Si3, а во втором обнаруживались кристаллы избыточной фазы дисилицида. Аналогично, в работе Радовского, Шубиной и соавторов не было обнаружено различия в постоянных решетки 6-фазы, присутствующей в сплавах, содержащих от 34,1 до 36,1 % Si и отожженных при 1350° С, хотя в первых металлографически обнаруживались выделения Cr5Si3, а в последних CrSi2. Учитывая приведенные данные, а также близость атомных радиусов компонентов, можно говорить о том, что на базе CrSi не образуются растворы ни вычитания, ни внедрения. Более того, судя по результатам металлографических исследований следует полагать, что и растворы замещения здесь могут существовать (при 1350° С) в пределах концентрационной области, не превышающей 0,4%.

При этом, как показали результаты прецизионных измерений плотности (5,37 г/см3) и межплоскостных расстояний (4,630 А) в эквиатомном моносилициде, недавно выполненных Зелениным и Гальпериной, число атомов компонентов, приходящихся на элементарную ячейку, составляет 8,02±2. Это говорит о том, что кристаллическая решетка CrSi практически комплектна.

Большое различие между периодами решетки е-фазы, сосуществующей с Cr5Si3 (а = 4,622+0,001) и с CrSi2 (а = 4,627 А), найдено в работе.

Сведения об условиях и температуре плавления е-фазы за последнее время претерпели существенные изменения. Так, первоначально в работах Курнакова, Киффера и соавторов, а также Гольдшмидта и Бранда предполагалось, что она плавится конгруэнтно при 1630, 1545 и 1580°С соответственно. Однако результаты тщательно выполненных термографических и металлографических исследований Свечникова и сотрудников показали, что моносилицид хрома при 1475° С разлагается по перитектической реакции
Диаграмма состояния и фазовые составляющие моносилицида (MCrSi = 80,10; 35,07% Si)

Согласно данным, температура этой реакции составляет 1413±5°С.

К подобному же выводу об инконгруэнтности плавления CrSi пришли Воронов и соавторы. Они обнаружили, что при попытке выращивания монокристалла е-фазы по методу Чохральского образуется трехфазный образец, содержащий, помимо кристаллов моносилицида, выделения Cr5Si3 и CrSi2. О перитектическом характере образования CrSi говорят и результаты металлографического исследования литых образцов, подвергнутых отжигу при 1250° С в течение 50 ч. При этом сплавы, по составу соответствующие формулам CrSio,9, CrSi1,1, CrSi1,5 и CrSi1,7, оказались двухфазными и лишь эквиатомный препарат — однофазным. В соответствии с этими наблюдениями авторы предложили свой вариант диаграммы состояния в части, прилегающей к моносилициду, который в отличие от предусматривает распад CrSi примерно при 1550° С на жидкость и Cr3Si2. Вряд ли, однако, и приводимая авторами температура, и состав образующихся при ней кристаллов силицида соответствуют действительности.

В заключение следует заметить, что перитектический характер образования е-фазы хорошо согласуется с приведенными выше наблюдениями Борена о трудности получения однофазного препарата. На это же указывает Свечников, согласно которому при кристаллизации сплавов, содержащих от 24,5 до 38% Si, первично выделяющейся твердой фазой всегда является Cr5Si3. Напротив, при больших концентрациях кремния первично выделяются кристаллы CrSi.

Моносилицид хрома вплоть до 1,2° К не переходит в сверхпроводящее состояние.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: