Среди множества химических элементов, существующих в природе или искусственно созданных в лабораторных условиях, особе место занимают интерметаллиды. Обусловлено это, прежде всего их уникальными свойствами, за счет которых эти соединения получили повсеместное применение в хозяйственной жизни человека, легкой, тяжелой, добывающей промышленности.
Прежде всего, дадим определение этому веществу - это соединение двух или нескольких сплавов металлов в единый элемент. Осуществляется это за счет внешнего воздействия на исходные компоненты на специальном оборудовании несколькими способами, а именно:
Интерметаллиды отличаются не совсем обычными химическими связями. Дело в том, что в зависимости от состава и характеристик каждого из первоначальных составляющих, складывается жесткость и прочность их кристаллических решеток. Обратим внимание, что характеристика этих сплавов заметно отличается от состава первичных металлов, которые послужили основой. Фактически образуется не одно, а несколько соединений в одном «флаконе». Причем новое вещество вобрало в себя все характеристики первоначальных материалов, которые в новой структуре в некоторых случаях имеют более выраженный характер.
Чем исходные компоненты более разняться по своим химическим и физическим параметрам, электроотрицательности тем более прочные будут межкристаллические связи в конечном продукте. Кроме того, в них обязательно будет присутствовать значительный экзотермический эффект. Основной параметр, провоцирующий возникновение определенного структурного типа для этих сплавов - отношение радиусов компонентов. Характеристики таких соединений обычно не постоянно подчиняется правилам валентности, можно сказать, что эти металлы имеют индивидуальную структуру.
Внутренняя структура рассматриваемых сплавов зависит от фактуры атомов и обладает хорошей устойчивостью в пределах области гомогенности. По составу выделяют соединения:
В качестве примера наглядно показана связь магния с несколькими разными металлами образующими интерметаллиды – MgZn, MgY, MgSn. Эти металлы еще могут называть по классу одного из элементов – к примеру – алюминиды, магниевые, никельные.
По своей природе интерметаллиды бывают дальтониды и бертоллиды. В первом случае они имеют постоянный состав во втором – переменный.
Данный параметр зависит в основном от жесткости и конфигурации химической связи, нежели от структуры первоначальных составляющих этих сплавов, из которых они произошли. Если сравнивать их показатели, то больше всего по своим характеристикам, например ионные интерметаллиды схожи с солями. Интерметаллид, где преобладает металлическая связь, больше напоминает по своим параметрам с металлами.
Первая категория (ионные интерметаллиды) обладает следующими свойствами:
Второй группе (металлические интерметаллиды) присущи несколько отличные параметры исходя из более прочной межкристаллической связи. К их особенностям следует отнести:
Еще один важный аспект – при соединении неметаллов с металлами получается отличный проводниковый эффект. Применяя их токопроводящих конструкциях, высокое напряжение постоянного и переменного тока не будут влиять на их свойства. Это сегодня чрезвычайно востребовано в электротехнической и добывающих отраслях.
Спектр использования интерметаллидов весьма широк. Из них выпускают разнообразные компоненты и детали оборудования, агрегатов. Причем изделия, производимые из них, отличаются прекрасными эксплуатационными параметрами.
Например, их алюминиевая разновидность (отличающаяся небольшим весом и прекрасной защитой от межкристаллической коррозии), в составе которых присутствует титан, нашла свое применение в авиастроении и космической промышленности. Из них выпускают разнообразные технические узлы самолетов, космических кораблей. Они незаменимы при монтаже сотовых конструкций реактивных военных самолетов, изготовлении деталей фюзеляжа, сопел форсажных камер. Их применяют при прокладке трубных коммуникаций внутри летальных аппаратов, опор механических узлов, корпусов турбин. Прекрасно они себя зарекомендовали при сооружении обшивки воздушных и космических судов, зондов и спутников. Отметим, что изоляция, произведенная на основе интерметаллических сплавов, без проблем выдерживает экстремальные температуры, не разрушается в безвоздушном пространстве, имеет минимальную степень теплового расширения.
Турбокомпрессоры и отдельные детали двигатели транспортных средств выполнены из высококачественных интерметаллидов. Эти материалы не только обеспечивают длительный срок службы данных агрегатов (роторов, поршней, нагревательных труб) где, но и улучшают их эксплуатационные показатели и облегчая их массу (если речь идет об алюминии). Интерметаллиды SmCo 5, Fe 3 Ni, задействованы при производстве магнитных материалов, которые применяется электрической технике и при сборке высокоточного оборудования.
Такие продукты как Nb 3 Ge, V 3 Si являются великолепными сверхпроводниками, используемыми в электротехнической и металлургической промышленности, наукоемких производствах. Их закупают для нужд атомной энергетики, при выпуске летательных аппаратов, компьютерной техники микросхем для радио-, и микроэлектроники.
LaNi 5, CeMg 12. – являются аккумуляторами водорода. Они нашли свое применение в химической индустрии. Их задействуют при создании жаропрочного оборудования соприкасающегося с разными (часто агрессивными) реагентами и растворами. Применяют при создании водородной техники, нагревательных и топливных элементов.
Еще одни направлением их использования является медицина. В статмологии они прекрасно себя зарекомендовали при изготовлении зубных имплантатов. Нередко их применяют для производства инструментария и оборудования, для больниц, лечебно-профилактических центров.
С уверенностью можно констатировать, что интерметаллиды весьма популярные сплавы, повсеместно применяемые в различных областях хозяйственной деятельности человека. Они доказали свою практичность и износостойкость благодаря своим прекрасным эксплуатационным характеристикам. Изобретение этих материалов предопределило экономический прорыв в ряде современных производств.
Оцените статью:
