Книга предназначена для специалистов в области металлургии, технологов-материаловедов, химиков-неоргаников и физико-химиков, а также для студентов, изучающих проблемы, связанные с высокотемпературными материалами.
ПРЕДИСЛОВИЕ
В последние годы внимание и научных и инженерно-технических работников все больше привлекают материалы на основе карбидов и нитридов переходных металлов IVa и Va подгрупп. Это неудивительно, так как рассматриваемые соединения обладают уникальными механическими и термическими свойствами (исключительно высокие твердость, износоустойчивость, тугоплавкость, пластичность при высоких температурах и т. д.), а также специфическими магнитными и электрическими (в частности, сверхпроводящими) хграктеристиками. Кроме того, простота строения, широкие концентрационные пределы гомогенности, однотипность межатомных связей, образование взаимных твердых растворов, а также известная локализация связей делают карбиды и нитриды весьма удобными моделями для проверки и развития существующих методов описания и расчета электронных спектров кристаллов, а также для разработки путей направленного регулирования их служебных характеристик. Именно поэтому в периодической литературе публикуется так много работ, посвященных изучению их физических, физико-химических, механических и других свойств.
Несмотря на последнее обстоятельство, продолжает остро чувствоваться недостаток в монографиях, достаточно полно и, главное, всесторонне отражающих и обобщающих успехи, достигнутые в теории тугоплавких соединений. Правда, в известной мере этот пробел восполняется монографиями * Т. Я. Косолаповой (1968 г.), Г. В. Самсонова (1969 г.) и Э. Стормса (1970 г.), содержащими богатый материал о методах синтеза, кристаллохимии, фазовых равновесиях и термодинамике карбидов и нитридов. Однако в них значительно меньше внимания уделено природе межатомных взаимодействий и ее связи с физическими свойствами соединений, а также обсуждению электронных состояний. Между тем опубликованные теоретические и модельные представления по рассматриваемым вопросам достаточно многочисленны, не отличаются единообразием, часто имеют противоречивый характер и, как правило, весьма дискуссионны. В этих условиях становятся особенно необходимыми обобщающие работы, в которых основные характеристики тугоплавких соединений рассматривались бы с единой точки зрения, базирующейся на современных достижениях в изучении особенностей химической связи и энергетических спектров электронов. Без подобных обобщений трудно рассчитывать на глубокий анализ сложной природы соединений этого класса и на серьезные успехи в разработке путей совершенствования их
ноя *гК(У°л^пова Т. Я., Карбиды, изд-во «Металлургия», М„ 1968. Салсо-би Ы'ИВ°<:МеТаЛЛУРГИЯ*' М" 1969' ^°Р^ *' ТУГоплавкие
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие.......................•. g
Предисловие автора.....................[ 8
Глава 1. Основные свойства, приготовление и аттестация......" t
II. Обзор основных свойств................ 12
III. Применение................... . . J6
IV. Методы приготовления.........*...... . 18
A. Технология порошковой металлургии.......... 18
Б. Получение монокристаллов.............. 21
B. Тонкие пленки................... 26
V. Проблема аттестации.................. 28
Список литературы ................... . 33
Глава 2. Кристаллохимия...........,.......35
I. Введение...................... 3&
П. Фазы Хэгга..................... 37
A. Правила Хэгга.................. . 37
Б. Кристаллические структуры карбидов и нитридов..... 40
B. Упорядочение атомов углерода и азота в фазах Хэгга .... 46
III. Нехэгговские фазы.................. 51
A. Фаза 8-Ti2N.................... 51
Б. Фаза s-TaN.................... 52
B. Слоистые структуры W—N.............. 53
Г. Структура Cf2C3.................. -57
IV. Октаэдрические фазы Новотного............. 58
A. Кристаллические структуры, в которых два октаэдра соединены вершинами.................. 59
Б. Кристаллические структуры, в которых октаэдры сочленяются
ребрами..................... 63
B. Кристаллические структуры, в которых октаэдры сочленяются _^ гранями...................... 66
Список литературы.................... '
Глава 3. Фазовые соотношения................. _
74
1. Введение.........'............ i~
II. Фазовые диаграммы карбидов............. '?
A. Карбиды металлов IV группы..........._• ~g
Б. Карбиды металлов V группы.........• • • gi
B. Карбиды металлов VI группы............- 88
III. Фазовые диаграммы нитридных систем......... ' ' 89
A. Нитриды металлов IV группы............ 92
Б. Нитриды металлов V группы.....'''''. 96
B. Нитриды металлов VI группы........ . . • ^
IV. Тройные системы.................. 100
Список литературы...................-'
Глава 4. Термодинамика тугоплавких карбидов и нитридов......102
I. Введение . .....................102
II. Низкотемпературные теплоемкости............103
III. Стандартные энтропии и энтальпии при 298,15 К.......НО
IV. Высокотемпературные термодинамические свойства......115
А. Теплоты образования................115
Б. Энтальпия и теплоемкость..............119
V. Теоретический анализ..................131
Список литературы .................... 136
Глава 5. Механические свойства.................138
I. Введение......................138
П. Упругие свойства...................140
III. Пластическая деформация...............147
A. Системы скольжения................ 148
Б. Критическое скалывающее напряжение......... 154
B. Механизмы деформации............... 157
Г. Поведение при отжиге................ 162
IV. Хрупкое разрушение и температура перехода пластичный — хруп-
кий .......................152
V. Механизмы упрочнения................167
VI. Микротвердость...................170
VII. Заключение.....................174
Список литературы....................175
Глава 6. Электрические и магнитные свойства........... 177
I. Введение......................177
П. Электросопротивление.................177
III. Коэффициенты Холла.................182
IV. Магнитная восприимчивость...............186
V. Коэффициент электронной теплоемкости.........189
VI. Термоэлектродвижущая сила..............194
VII. Теплопроводность..................195
VIII. Мягкие рентгеновские спектры эмиссии..........198
IX. Недостатки метода электронных корреляций. Действительность
или фикция?....................201
X. Основные выводы..................203
Список литературы....................205
Глава 7. Сверхпроводящие свойства...............207
I. Введение...................... 207
П. Критические температуры перехода в сверхпроводящее состояние 208
A. Влияние относительного содержания металла и неметалла . . 208 Б. Влияние примесей.................. 214
B. Тройные и многокомпонентные системы......... 215
Г. Влияние кристаллической структуры........... 217
Д. Тонкие нитридные пленки............... 220
III. Критические магнитные поля и критические токи.......221
A. Бинарные системы. Отклонения от стехиометрического состава 222 Б. Тройные системы.................. 223
B. Тонкие пленки................... 224
Г. Плотности критического тока............. 226
Д. Теория...................... 226
IV. Основные механизмы.................. 229
V. Корреляции..................... 231
Глава 8. Зонная структура и химическая связь в карбидах и нитридах . . 234
I. Введение......................234
II. Теории сильной связи металл — неметалл..........235
III. Теории сильной связи металл — металл...........239
IV. Сильные связи металл — металл и металл — неметалл . . . . .242 У, Сравнение с наблюдаемыми физическими свойствами.....246
Список литературы.................... 248
Глава 9, Послесловие.....................250
Направления дальнейших исследований и некоторые актуальные
проблемы ......................250
Список литературы..................252
Список дополнительной литературы................253
Электронно-валентная модель тугоплавких карбидов и нитридов. П. В. Гельд 264
Электронное строение карбидов.............265
Статистико-термодинамический анализ свойств карбидов .... 281 Список литературы..................289
Цена: 150руб.
