Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Диаграмма состояния и фазовые составляющие моносилицида MnSi (М = 83,03; 33,85% Si)

31.05.2019

Впервые структурные характеристики моносилицида марганца изучались Бореном. Автор показал, что он изоструктурен FeSi, т. е. обладает кубической решеткой типа В20 (Р213 — T4), в элементарной ячейке которой (а = 4,557 А) присутствует восемь атомов. Структурные параметры для атомов марганца и кремния оказались равными 0,138 и 0,846 соответственно.

В последующем постоянная решетки MnSi неоднократно определялась многими авторами и оказалась близкой к указанной Бореном. В частности а = 4,558 А, а по данным, а = 4,556 А.

В работе Борена отмечается, что моносилицид марганца обладает весьма узкой концентрационной областью гомогенности, что осложняет получение однофазных препаратов. В последующем это обстоятельство неоднократно подтверждалось многими авторами. В частности, к этому же выводу привели металлографические и рентгеновские исследования сплавов, содержащих от 32,8 до 34,8% Si, выполненные Радовским. Выяснилось, что периоды идентичности моносилицида практически не зависят от состава, а концентрационные пределы его однофазного существования различаются менее чем на 0,5%.

Однако по мнению Новотного, моносилицид марганца обладает дефектной структурой, по составу соответствующей формуле Mn0,8Si. Несколько иной точки зрения придерживаются Браун и соавторы, выполнившие нейтронографическое исследование монокристаллического образца е-фазы при 30° К. По их мнению, в металлической подрешетке моносилицида имеется около 5% вакансий.

Следует заметить, что предположения о дефектности решетки MnSi представляются мало убедительными и противоречащими данным о постоянной его решетки и плотности. Особо убедительно это показали Зеленин и Гальперина, выполнившие прецизионные металлографические, рентгеновские и денситометрические исследования тщательно гомогенизированного эквиатомного препарата. Выяснилось, что он был однофазным, а = 4,558 А и d = 5,81 г/см3, откуда следует, что в элементарной ячейке MnSi присутствует по ~3,99 атома кремния и марганца. Иными словами, было показано, что е-фаза гомогенна при NSi = NMn = 0,5 и характеризуется весьма небольшой дефектностью решетки (менее 0,3%, что находится на пределе точности измерений).

Можно полагать, что выводы о дефектной структуре моносилицида, полученные в работе, были получены либо из-за некорректности пересчета наблюдаемых интенсивностей (связанной с высокой чувствительностью структурных параметров к наличию несовершенств кристалла, например, типа антифазных структур), либо из-за неравновесности изученных монокристаллов.

При исследовании температурной зависимости теплоемкости (от 55 до 291° К) Летун и соавторы обнаружили на политерме Х-точку с пиком вблизи 247,5° К. Природа соответствующего ей превращения неизвестна. Во всяком случае изучение электрических, магнитных, гальваномагнитных и термоэлектрических характеристик MnSi, а также его теплопроводности не обнаружило вблизи этой температуры каких-либо аномалий. В связи с этим весьма желательна дополнительная проверка результатов этих работ.

При более высоких температурах (вплоть до точки плавления) политермы Cp(T) и AH(T) представляют собой монотонные функции, указывающие на отсутствие в этих условиях каких-либо превращений в твердом моносилициде.

Согласно данным, MnSi конгруэнто плавится при 1275° К. Близкий результат (1270° С) был получен и в работе, посвященной изучению температурной зависимости энтальпии моносилицида.

При низких температурах моносилицид марганца проявляет ферромагнитные свойства. По данным, его точка Кюри 0ф = 30°К, а магнитный момент в насыщении равен u = 0,4 uБ на атом марганца. Соответствующие значения по результатам составляют 0ф = 38°К и u = 0,3 uБ.
Имя:*
E-Mail:
Комментарий: