МЕТАЛЛИДЫ

МЕТАЛЛИДЫ, интерметаллические соединения, металлические соединения, интерметаллические фазы, промежуточные фазы, хим. соединения металлов между собой. К М. примыкают соединения переходных металлов с нек-рыми неметаллами (Н, В, С, N и др.). В таких соединениях преобладает металлическая связь. М. получают прямым взаимодействием их компонентов при нагревании, путём реакций обменного разложения и др. Образование М. наблюдается при выделении избыточного компонента из металлич. твёрдых растворов или как результат упорядочения в расположении атомов компонентов твёрдых растворов.

Состав М. обычно не отвечает формальной валентности их компонентов и может изменяться в значительных пределах. Это объясняется тем, что в М. ионная и ковалентная связи встречаются редко, а преобладает металлич. связь. В 1912-14 Н. С. Курнаков, последовательно применяя физика - химический анализ к изучению металлич. систем, показал существование двух типов М., к-рым дал названия дальтонидов и бер-толлидов. На диаграммах -"состав -свойство" дальтониды характеризуются сингулярной точкой, отвечающей постоянному, обычно простому отношению между числами атомов, образующих соединение. Отсутствие такой точки и переменный состав твёрдой фазы являются признаками бертоллидов.

Дальтониды среди М. сравнительно немногочисленны. Примерами их могут служить соединения магния с элементами главной подгруппы IV и V групп перио-дич. системы Менделеева. Эти М. построены по типам моносилана H₄Si (Mg₂Si, Mg₂Ge, Mg₂Sn, Mg₂Pb) и фосфина Н₃Р (Mg₃P₂, Mg₃As₂, Mg₃Sb₂, MgsBi₂). Для них характерны преобладание ионной и ковалентной связей, практическое отсутствие твёрдых растворов с компонентами М., большая хрупкость, низкая электропроводность, т. е. по свойствам они близки к ионным соединениям (солям).

Многие соединения, образуемые переходными металлами и металлами подгруппы меди с элементами главной подгруппы III, IV, V, VI групп периодич. системы Менделеева, кристаллизуются по структурному типу NiAs (гексагональная решётка с координационным числом 6) и обладают довольно широкими областями однородности на диаграммах состояния, т. е. образуют твёрдые растворы со своими компонентами. Среди NiAs-фаз встречаются и дальтониды (напр., NiSb, CoSn, MnSb) и бертоллиды (напр., FeSb", где х равен 0,72-0,92).-В 1914 Н. С. Курнаков с сотрудниками нашёл, что на диаграммах "состав -свойство" твёрдых растворов системы CuAu после отжига и медленного охлаждения появляются сингулярные точки, отвечающие образованию определённых соединений CuAu и Cu₃Au. Впоследствии появление М. при охлаждении твёрдых растворов было обнаружено в ряде др. металлич. систем; в частности, найдены соединения CuPt, Cu₃Pt, FePt, FeV, FeCr, Mn₃Au, MnAu, MnAu₂. M., образующиеся при превращении твёрдых растворов, наз. соединениями Кур-накова. Рентгеноструктурный анализ дал ещё одно подтверждение правильности признания этих М. хим. соединениями: на диаграммах "состав - степень упорядоченности" наблюдаются сингулярные максимумы, отвечающие стехиомет-рическим отношениям компонентов. Наиболее обширный класс М. составляют соединения, в к-рых преобладает металлич. связь. Сюда относятся прежде всего М., образованные Си, Ag и Аи, а также переходными металлами с Be, Mg, Zn, Cd, Hg, Al, Ge, Sn, Sb. Как показал в 1926 англ, учёный У. Юм-Розери, состав этих соединений определяется электронной концентрацией h, к-рая равна отношению общего числа валентных электронов (таковыми считаются электроны, находящиеся на внеш. оболочке) к общему числу атомов в структурной ячейке (напр., в Cu₅Cd₈ имеем 5 + 2 X 8 = 21 внеш. электрон и 5 + 8 = 13 атомов; h=21/13). При h = 3/2 образуются В-фазы с объёмноцентриро ванной кубич. структурой, при h = 21/13

Y-фазы, имеющие кристаллич. структуру гранецентрированного куба, при h =-7/4 гексагональные Е-фазы. Фазы Юм-Розери, или электронные соединения, распространены в сплавах типа бронзы и латуни,

Нем. учёный Ф. Лавес показал (1934), что при соотношении атомных радиусов ta/tb в пределах 1,1 -1,3 и при составе, описываемом формулой АВ₂, возникают весьма компактные структуры с коорди-нац. числами 12 и 16 и с упорядоченным расположением атомов. К фазам Лавеса (структурные типы MgCu₂, MgZn₂ и MgNi₂) относится около ²/з всех известных интерметаллидов в двойных системах. (О более редких типах М., а также о тройных М. см. лит. ниже.) Многие М. получили практич. применение (и в чистом состоянии, и в виде сплавов) как магнитные материалы (в частности, SmCo₅ для изготовления постоянных магнитов), полупроводники, сверхпро-водящие материалы. М. являются важной составляющей жаропрочных сплавов, высокопрочных конструкционных Maie-риалов, антифрикционных материалов, типографских сплавов и др.

Лит.: Курнаков Н. С., Избр. труды, т. 1 - 3, М., 1960-63; В у л ь ф Б. К.. Металлические соединения, в кн.: Краткая химическая энциклопедия, т. 3, М., 1964; его ж е, Тройные металлические фазы в сплавах, М., 1964; Б о к и и Г. Б., Кристаллохимия, 3 изд., М., 1971; Теория фаз в сплавах, пер. с англ., М., 1961; Физическое металловедение, под ред. Р. Кана, пер. с англ., в. 1, М., 1967; Интерметаллические соединения, под ред. Дж. Вестбрука, пер. с англ., М., 1970; "Металлофизика", 1973, в. 46 (статьи о фазах Лавеса ).

С.А. Погодин, Ю. А. Скакав, Я. С. У минский.