Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Электрические свойства Mn5Si3

01.06.2019


Электрические и термоэлектрические свойства обсуждаемого силицида более или менее систематически изучались рядом авторов, начиная примерно с 1955 г. Первые сведения о концентрационной зависимости а между 20 и 120° С были сообщены Липатовой и Давыдовым, изучавшими технически чистые сплавы марганца с кремнием. Авторы установили, что сплавы, содержащие до 30% Si, обладают небольшой т.э.д.с. (по отношению к меди), меняющейся по сложному закону с NSi. При этом для препаратов, близких по составу к Mn5Si3, она составляла около 8 мкв/град.

В работах Никитина изучались электропроводности и т.э.д.с. многих силицидов 3d-переходных металлов. В них приводятся характеристики препаратов, выплавленных па базе как технических, так и чистых компонентов, в ряде случаев изучавшиеся в области температур от -200 до +800° С. Автор пришел к выводу, что все они отличаются металлическим характером проводимости и их электрические свойства зависят от присутствия примесей. В частности, было установлено, что при 20° С для образца Mn5Si3, выплавленного из чистых компонентов, а = +14 мкв/град и p = 1350 мком*см в то время как для технического препарата а = +13 мкв/град и р = 490 мком*см.

Несколько большие значения электросопротивления и т.э.д.с. были получены Майером и Млавским. Они нашли, что при 20° С а = +25 мкв/град, а р = 4000 мком*см.

Следует заметить, что в работах Нешпора и Самсонова были получены существенно меньшие значения р (257 мком*см) для препаратов, синтезированных горячим прессованием компонентов (с последующим гомогенизирующим отжигом). По-видимому, это в известной мере было связано с использованием недостаточно чистых и однородных образцов (которые, кстати, согласно были ферромагнитны). Действительно, исследование литых однофазных образцов Mn5Si3, выплавленных из электролитического марганца (99,88% Mn) и кремния марки KpO (99,5% Si), выполненное Коршуновым, показало, что для них при 20° С р = 660 мком*см. Близкие результаты были получены в исследовании и при изучении свойств особо чистых препаратов, полученных из дистиллированного марганца (99,9% Mn) и полупроводникового кремния (р = 530—650 мком*см).

В работах Коршунова в широком диапазоне температур (20—1000°C) изучались зависимости р(T) и a(T) как для технически чистых, так и особо чистых препаратов Mn5Si3. В обоих случаях, в противоположность данным, было установлено экстремальное изменение электросопротивления с ростом температуры; при этом максимальное значение для чистых сплавов (850 мком*см) достигалось примерно при 750° С, а для технически чистых (300 мком*см) — между 600 и 700° С. Кроме того, было отмечено наличие излома на политермах р(T) чистых препаратов вблизи 600°С, по мнению автора, указывающего на превращение в Mn5Si3, не подтвержденное в последовавших работах. Т.э.д.с. Mn5Si3 относительно платины невелика, положительна и медленно растет с повышением температуры. При этом между 100 и 650° С она может быть описана выражением а = 15 + 0,5*10в-2 t, мкв/град. При более высоких температурах da/dT скачкообразно увеличивается вдвое, что автор вновь связывает с возможным его высокотемпературным превращением. Наконец, в согласии с данными, было установлено, что на концентрационной зависимости p(NSi) силициду Mn5Si3 соответствует глубокий минимум. Иными словами, электропроводность Mn5Si3 существенно меньше, чем у Mn3Si и MnSi (при 20° С соответственно 15 000, 10 000 и 7000 ом-1*см-1).

Следует заметить, что экстремальный характер политермы р(T) для Mn5Si3 был в последующем подтвержден рядом других авторов. В частности, согласно Нешпору и Юпко, удельное электросопротивление Mn5Si3 с ростом температуры сначала увеличивается (от 140 мком*см при 20° С до 230 мком*см при 500° С), а затем убывает, достигая 180 мком*см при 1000° С. Качественно сходная, но количественно отличная зависимость (экстремум смещен в область температур, близких к 200° С) была получена и в работах Кью и Лекока. При этом, как это ни удивительно, при 20° С, согласно, р = 1000 мком*см, а, по данным второй работы этих авторов, р = 5300 мком*см, несмотря на использование, по-видимому, одних и тех же образцов. Причина этого обстоятельства в публикациях не обсуждается.

Обращает на себя внимание указание Кью и Лекока, что закалка образцов Mn5Si3 от температур выше 700° С не меняет их физических свойств. Это исключает возможность объяснения экстремального вида политермы р(T) высокотемпературными превращениями, аналогичными описанным для Cr5Si3. Наконец, в противоположность, Кью и Лекок полагают, что Mn5Si3 обладает свойствами, более близкими не к металлам, а к полуметаллам. Об этом, в частности, по их мнению, говорят слабые температурные зависимости р и a в широком интервале температур, а также небольшая зависимость электросопротивления от состава в квазибинарных сплавах Mn5Si3-Mn5Ge3.

Наконец, согласно Нешпору и Самсонову, для Mn5Si3 свойственна весьма большая и положительная константа Холла, равная при комнатных температурах 48,4*10в-5 см3/к.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: