Интерметаллические соединения. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Интерметаллические соединения (металлические соединения, металлиды) - в узком смысле кристаллы, представляющие собой соединения металлов друг с другом; в широком смысле двух- или многокомпонентные кристаллы, электронное строение к-рых имеет характерные признаки металла (или полупроводника). Кристаллич. структуры И. с. отличаются от структуры отд. компонент. И. с. формируются из жидких, жидкой и твёрдой, твёрдых фаз, а также из неупорядоченного твёрдого раствора. В последнем случае они наз. фазами Куркакова. Кристаллич. структура И. с. устойчива в огранич. областях изменения состава, температуры

Диаграмма состояния системы Cr-Si; заштрихованы концентрационные области гомогенности. и давления (области гомогенности). Напр., диаграмма состояния системы Сr-Si (рис.) иллюстрирует образование И. с.: Cr₃Si, Cr₅Si₃, CrSi, CrSi₂, причём первое и последнее из них отличаются протяжёнными концентрац. областями гомогенности. В И. с. существуют равновесные точечные дефекты типа атомов замещения, внедрения или вакансий, концентрация к-рых больше, чем в однокомпонентных кристаллах. В нек-рых И. с., напр. VH₁__x, TiC₁__x, Ni_1-xAl, a-Fе₁__xSi₂, концентрация вакансии достигает десятков % от числа узлов решётки. По атомно-кристаллич. и электронному строению различают след, классы И. с.: электронные соединения (фазы Юм - Розери), фазы Лавеса (Cu₂Mg, MgZn₂, MgNi₂), фазы внедрения (гидриды, карбиды, нитриды металлов), И. с. переходных d-металлов друг с другом (s-фазы), И. с. d- и f-металлов о непереходными элементами и др. Электронными соединениями являются, напр., фазы системы Сu-Zn: CuZn (b-фаза), Cu₅Zn₃ (g-фаза), CuZn₃ (e-фаза). Их кристаллич. структура и состав определяются гл. обр. электронной концентрацией, к-рая для перечисленных И. с. близка к ³/₂, ³¹/₁₃, ⁷/₄ (отношение числа валентных электронов к числу атомов). Эти значения соответствуют размерам ферма-поверхности, при к-рых она касается границ первой Бриллюэна зоны для соответствующих кристаллич. структур. Для электронного строения таких И. с. характерно расположение уровня Ферми в энергетич. зоне, образованной s состояниями (зона s-типа), и приблизительная сферичность поверхности Ферми. Фазы Лавеса характеризуются плотными упаковками с чередованием шаровых слоев, напр. АВСАВС, АВАВАВ и АВАСАВАС. Идеальное отношение атомных диаметров 1,225 (у большинства соединений 1,1-1,6). Области гомогенности фаз Лавеса незначительны. Фазы внедрения имеют простые структуры (объёмно центрированная кубич., гранецентрированная и др.), образуются из компонентов, для к-рых отношение атомных диаметров меньше 0,59. Области гомогенности обычно широкие за счёт того, что часть междоузлий матрицы может оставаться незанятой атомами компонента с меньшим атомным диаметром. Для электронного строения карбидов и нитридов переходных металлов характерно формирование энергетич. подзон из s и р-состояний, генетически связанных с атомами С и N, в низко-энергетич. части электронного спектра и расположение уровня Ферми в области d-состояний переходного металла. Межатомное взаимодействие сильное. В И. с. d- и f-металлов с непереходными элементами (В, Al, Ga, Si, Ge и др.) межатомное взаимодействие также велико. Т. к. атомы переходных металлов имеют ближайшими соседями атомы непереходных элементов, то часть d-, f-состояний остаётся не вовлечённой в межатомные связи и формирует узкие подзоны в высокоэнергетич. части электронного спектра. Степень заполнения таких подзон электронами определяет плотность состояний на уровне Ферми и физические свойства И. с. Разнообразие свойств И. с. обеспечивает их практич. использование. Среди И. с. есть сверхпроводники (V₃Si, Nb₃Ge, Nb₃Sn и др.), полупроводники и полуметаллы (GaAs, HgTe, CrSi₂, CoB, Mg₂Sn и др.), ферромагнетики (SmCo, CoPt и др.), кристаллы с высокими термоэмиссионными свойствами (LaB₆). Нек-рые И. с. обладают высокой твёрдостью (WC, TiB₂, TiC), жаростойкостью (MoSi₂, TiB₂), a TaC - высокой температурой плавления.

Литература по интерметаллическим соединениям

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.