Коэффициент термического расширения марганца и твердых растворов в нем кремния

Обзор результатов старых работ, посвященных изучению термического расширения различных модификаций марганца, содержится в монографии. Из них известный интерес представляет работа Эрфлинга, в которой впервые было обнаружено необычно быстрое увеличение коэффициента термического расширения а-Mn при температурах ниже 100°K. Важно подчеркнуть, что этого обстоятельства не наблюдалось при изучении свойств в-Mn.

Термическое расширение марганца при повышенных температурах изучалось в работе. Используя рентгенографический метод, авторы установили, что средние коэффициенты термического расширения а- и +Mn между 20 и 750° С равны 37*10в-6 град-1 и 42*10в-6 град-1 соответственно.

Близкие результаты получили также Басинский и Христиан. Авторы установили, что постоянные кристаллических решеток в-, у- и b-Mn линейно растут с изменением температуры, причем ав 10в6 = 43,0 град-1, aу 10в6 = 45,2 град-1; аb 10в6 = 41,6 град-1.

Более тщательно особенности термического расширения литых образцов металла (99,8% Mn) между 0 и 800° С изучали Давыдов и соавторы, используя дилатометрическую методику. При этом было найдено, что вплоть до 600° С а монотонно растет с повышением температуры, увеличиваясь от 21,5*10в-6 град-1 при 0°С до 39,0*10в6 град-1 при 600° С. В результате фазового превращения коэффициент термического расширения скачкообразно убывает до 35*10в-6 град-1, после чего вновь медленно растет при нагревании (рис. 34, точки). Между 650 и 725°С авторы наблюдали аномалии, наличие которых они связывали с присутствием в металле примесей.

Обобщая результаты измерений, авторы предложили для их описания формулу:

где t — температура, °С.

Более тщательно термическое расширение а- и в-Мп изучалось в работе. Используя рентгеновскую методику, авторы осуществили измерения постоянных их кристаллических решеток от 65 до 1221° К. При этом выяснилось, что межплоскостные расстояния в а- и в-Мn монотонно растут с температурой, однако, вопреки, быстрее, чем по линейному закону. Иными словами, обнаружилось, что коэффициенты термического расширения марганца существенно меняются с температурой (см. рис. 34, сплошные кривые).

Характерной особенностью политермы a(T) для а-Mn является наличие четкого излома вблизи температуры антиферромагнитного его превращения (TN = 100°K). При этом температурный коэффициент da/dT при T