Диаграммы состояния сплавов серебра

Размещено на http://www.allbest.ru/

Диаграммы состояния сплавов серебра

39 диаграмм состояния сплавов серебра с коментариями

Под редакцией Костусик А.Д.



ОГЛАВЛЕНИЕ

Диаграмма состояния системы серебро - алюминий (Ag-Al)

Диаграмма состояния системы серебро - галлий (Ag-Ga)

Диаграмма состояния системы серебро - германий (Ag-Ge)

Диаграмма состояния системы серебро - европий (Ag-Eu)

Диаграмма состояния системы серебро - индий (Ag-In)

Диаграмма состояния системы серебро - иттрий (Ag-Y)

Диаграмма состояния системы серебро - кислород (Ag-O)

Диаграмма состояния системы серебро - лантан (Ag-La)

Диаграмма состояния системы серебро - литий (Ag-Li)

Диаграмма состояния системы серебро - магний (Ag-Mg)

Диаграмма состояния системы серебро - натрий (Ag-Na)

Диаграмма состояния системы серебро - неодим (Ag-Nd)

Диаграмма состояния системы серебро - палладий (Ag-Pd)

Диаграмма состояния системы серебро - платина (Ag-Pt)

Диаграмма состояния системы серебро - празеодим (Ag-Pr)

Диаграмма состояния системы серебро - прометий (Ag-Pm)

Диаграмма состояния системы серебро - самарий (Ag-Sm)

Диаграмма состояния системы серебро - скандий (Ag-Sc)

Диаграмма состояния системы серебро - стронций (Ag-Sr)

Диаграмма состояния системы серебро - таллий (Ag-Tl)

Диаграмма состояния системы серебро - теллур (Ag-Te)

Диаграмма состояния системы серебро - тербий (Ag-Tb)

Диаграмма состояния системы серебро - титан (Ag-Ti)

Диаграмма состояния системы серебро - фосфор (Ag-P)

Диаграмма состояния системы серебро - цинк (Ag-Zn)

Диаграмма состояния системы серебро - эрбий (Ag-Er)

Диаграмма состояния системы серебро - мышьяк (Ag-As)

Диаграмма состояния системы серебро - золото (Ag-Au)

Диаграмма состояния системы серебро - бериллий (Ag-Be)

Диаграмма состояния системы серебро - висмут (Ag-Bi)

Диаграмма состояния системы серебро - кадмий (Ag-Cd)

Диаграмма состояния системы серебро - ртуть (Ag-Hg)

Диаграмма состояния системы серебро - никель (Ag-Ni)

Диаграмма состояния системы серебро - сера (Ag-S)

Диаграмма состояния системы серебро - свинец (Ag-Pb)

Диаграмма состояния системы серебро - кремний (Ag-Si)

Диаграмма состояния системы серебро - сурьма (Ag-Sb)

Диаграмма состояния системы серебро - углерод (Ag-C)

Диаграмма состояния системы серебро - олово (Ag-Sn)



Диаграмма состояния системы серебро - алюминий (Ag-Al)

В системе образуются твердые растворы на основе исходных компонентов (Ag) и (Аl) и три промежуточные фазы -- в, д, м. Фазы в и д образуются по перитектическим реакциям и имеют области гомогенности, простирающиеся от 20,5 % (ат.) БЙ при 779 °С до 29,8о % (ат.) Аl при 727 °С (для фазы в) и от 23,5 % (ат.) Аl при 611 °С до 41,9 % (ат.) Аl при 567 °С (для фазы д). Фаза м образуется по перитектоидной реакции и ее область гомогенности составляет 21,2-24,3 % (ат.) Аl при 300 °С.

Максимальная растворимость Аl в (Ag) составляет 20,34 % (ат.) при 610 °С или 20,4 % (ат.) при 450 °С; максимальная растворимость Ag в (Аl) составляет 23,8 % (ат.) при 566 °С или 23,5 % (ат.) при 567 °С.

Исследовано влияние давления (атмосферное, 2,2 и 3 ГПа) на строение диффузионных слоев Ag--БЙ. С увеличением давления температура эвтектического превращения

Ж - (Ag) + д

повышается, а растворимость Ag в (Аl) понижается.

Диаграмма состояния системы серебро - галлий (Ag-Ga)



В системе установлено существование трех фаз ж, ж' и д и твердых растворов на основе Agи Ga.

Фаза ж образуется по перитектической реакции при температуре 611 °С, она стабильна в интервале температур 611--380 °С. При температуре ниже 380 С фаза ж переходит в фазу ж' -- твердый раствор на основе соединения Ag5Ga2. Фазы ж и ж' -- электронные соединения типа 3/2. Обе фазы имеют гексагональные плотноупако-ванные структуры с параметрами решетки а = 0,2930 нм, с = 0,4747 нм (С); а= 0,780 нм, с = 0,288 нм (ж').Фаза Ag2Ga3(д) образуется по перитектической реакции при температуре 326 °С и гомогенна в очень узкой области составов.

Растворимость Gaв (Ag) снижается от 18,7 %(ат.) при температуре 611 °С до 17,6 % (ат.) при температуре 380 С и 11,8 % (ат.) при температуре 211 С. Растворимость Agв (Ga) равна ~3 % (ат.).

Диаграмма состояния системы серебро - германий (Ag-Ge)

Положение линии ликвидуса установлено различными исследова­телями с хорошим совпадением результатов. Температура эвтектической реакции

Ж -(Ge) + (Ag)

находится в интервале температур 650,5--651,6 °С. Авторами работы она принята равной 651 ± 0,5 °С. Эвтектическая точка отвечает содержанию 75,5 ± 0,5 % (ат.) Ag. Растворимость Ag, изученная радиоактивным методом и измерением эффекта Холла сплавов, не превышает 0,009 % (ат.) при температуре 800 °С.

Термодинамический анализ жидкофазных и твердофазных процес­сов в системе Ag--Geвыполнен на основании результатов калориметрических, масс-спектрометрических исследований и измерения ЭДС.

Диаграмма состояния системы серебро - европий (Ag-Eu)

Сплавы для исследования получали методом дуговой плавки в атмосфере Аr из Ag чистотой 99,99 % (по массе) и Еu чистотой 99,86 % (по массе). Исследование проводили методами термического, химического, микроструктурного и рентгеновского анализов. В системе обнаружено пять фаз: Ag4Eu, Ag2Euи AgEu, плавящихся конгруэнтно при температурах 745, 792 и 673 °С, соответственно, и Ag5Euи Ag2Eu3, образующихся по перитектическим реакциям при температурах 722 и 570 °С, соответственно, а также четыре эвтектических реакции.

Энергия диссоциации AgEuсоставляет 123 ± 12,5 кДж/моль.



Диаграмма состояния системы серебро - индий (Ag-In)

В сплавах, богатых Ag, при температуре 695 °С из твердого рас­твора и жидкости образуется фаза в, которая при температуре 670°С вступает в перитектоидную реакцию с (Ag), что приводит к образованию фазы г. Фаза г при комнатной температуре гомогенна в интервале концентрации 29--29,7 % (по массе) In. При температуре 660 °С фаза в распадается на смесь г + Ж. При температуре 205 °С аналогичный распад (кататектическая реакция) на смесь е + Ж претерпевает фаза г. При комнатной температуре фаза е гомогенна в интервале концентраций 32,5--45 % (по массе) In. В процессе нагрева при 312 С наблюдается превращение е > г. При температуре 187 °С протекает реакция

(Ag) + г - б',

а при температуре 166 С -- реакция

е + Ж - ц.

Фаза а' существует при содержании 26,2 % (по массе) In, а фаза ц -- при 67 % (по массе) In. Эвтектика ц + (In) кристаллизуется при температуре 144 °С.

Максимальная растворимость Inв (Ag) достигает 19,5 % (по массе) и мало изменяется в интервале температур 700--200 °С.

Фаза г обладает гексагональной решеткой (а=0,2961 нм, с= 0,4778 нм). Фаза е отвечает соединению Ag2Inи имеет кубическую решетку, параметр которой в области гомогенности изменяется в пределах 0,9878-0,9887 нм.

Диаграмма состояния системы серебро - иттрий (Ag-Y)

В системе Ag--Х образуются три интерметаллических соединения, плавящихся конгруэнтно. Богатая Ag фаза, содержащая 22,6 % (ат.) Y, плавится при 940 °С; Два других соединения идентифицированы как Ag2Y (температура плавления 960 °С) и AgY температура плавления 1160 ?C.

На основании рентгеновских исследований сплавов Agс РЗМ имеется указание на образование соединения Ag3Y, которое не учтено авторами работы. В системе протекают четыре эвтекти­ческих превращения:

Ж - (Ag) + Ag51Y14

при температуре 775 °С или 799 °С и содержании 11,5 % (ат.) Y,

Ж - Ag51Y14 + Ag2Y

при 900 °С и 29,0 % (ат.) Y,

Ж - Ag2Y+ AgY

при 945 °С и 35,0 % (ат.) Х и

Ж - AgY+ (бХ)



при 885 ?С и 72,5 % (ат.) Х.

Растворимость Х в (Ag) менее 1 % (ат.) Х при эвтектической температуре или 1,31 % (ат.) Х, растворимость Ag в (Y) отсутствует.

Диаграмма состояния системы серебро - кислород (Ag-O)

Часть диаграммы состояния этой системы при постоянном давлении 1,5· 10-7 МПа. Растворимость О в Ag при температуре 900 ?С составляет 0,041 % (ат.), при 200 ?С -- 0,000022 % (ат.). При температуре 150 °С образуется оксид Ag2O, который диссоциирует при 230 °С. Соединение Ag2Oимеет кубическую решетку типа Cu2O, а = 0,4736 нм. Соединение AgO существует в двух модификациях: тетрагональной (а = 0,4816 нм, с = 0,4548 нм) и моноклинной, взаимосвязь между которыми не найдена. По другим данным этот оксид имеет три модификации: кубическую (тип ZnS, а = 0,4816 нм, ГЦК (для металлических атомов) и орторомбическую. Оксид AgO2 имеет кубическую структуру типа NaCl(возможно типа KCN), а = 0,55нм.

С помощью термогравиметрического и микроструктурного ана­лизов построена диаграмма системы Ag--AgO в интервале давлений 0,02--70 МПа. При давлении 70 МПа и температуре 548 ?С кристаллизуется эвтектика, содержащая 40 % (мол.) Ag2O. При давлении ~1 ГПа температура плавления Ag2O предположительно равна 1000 ?С.

Диаграмма состояния системы серебро - лантан (Ag-La)

Диаграмма состояния системы Ag--La, построена на основании результатов химического, дифференциального термического, металлографического и рентгеновского анализов. Сплавы для исследования были изготовлены в индукционной печи в атмосфере Аr из Ag чистотой 99,99 % (по массе) и La-- 99,9 % (по массе).

В жидком состоянии компоненты неограниченно растворимы друг в друге. При понижении температуры в системе образуется четыре промежуточные фазы. Соединения Ag5La и Ag2La образуются по перитектическим реакциям при температурах 825 ± 5 и 860 ± 10 °С, соответственно. Соединение Ag5Laимеет две модификации. Соединения Ag51La14 и AgLa кристаллизуются конгруэнтно при температурах 1000 ± 10 и 880 + 10 °С, соответственно. Соединение Ag51La14 имеет область гомогенности в интервале содержания La21,5--25 % (ат.).

Установлено, что ближайшим соединением со стороны Agявляется Ag4La, образующееся по перитектической реакции при температуре 820 °С.

В системе кристаллизуются три эвтектики. В системе протекает также кататектическая реакция

yLaЖ + в La

при температуре 790 ± 10 °С. Максимальная растворимость Laв (Ag) при эвтектической температуре 795 °С равна 0,05 % (ат.). Максимальная растворимость Agпри температуре 790 °С в (гLa) составляет 3 ± 1 % (ат.), в (вLa) -- 1 ± 0,5 % (ат.).

Диаграмма состояния системы серебро - литий (Ag-Li)

Li образует широкую область твердых растворов при добавлении к Ag. Легирование Li твердого раствора (Ag) значительно уменьшает параметр ГЦК решетки Ag [с а = 0,40861 нм для Ag до а = 40530 нм для сплава Ag-- 25 % (ат.) Li]. Параметр кристаллической ОЦК решетки Li также уменьшается по мере легирования Ag ( с а = 0,35093 нм для Li до а = 0,34928 нм для сплава Li-- 0,5 % (ат.) Ag).

В системе образуются фазы в, г3, г2 и y1 имеющие области гомогенности в интервале 50--56 % (ат.), 63,5--73 % (ат.), 76--84 % (ат.) и 88--92 % (ат.) Li, соответственно. Фаза в базируется на соединении LiAg, изоструктурна CsCl (символ Пирсона сР2, ) с параметром решетки а = 0,3169 нм при 49,88 % (ат.) Li.

Диаграмма состояния системы серебро - магний (Ag-Mg)

Система характеризуется образованием одного конгруэнтно плавящегося соединения в'(AgMg) и одного инконгруэнтно плавящегося соединения г(AgMg3). На основе Ag и Mg образуются ограниченные твердые растворы. В пределах области твердого раствора (Ag) имеет место упорядочение с образованием фазы б' (Ag3Mg).

Кристаллическая структура фазы б'(Ag3Mg) -- упорядоченный твердый раствор с ГЦК решеткой. Характер упорядочения близок к упорядочению по типу Au3Cu, но наблюдается также и небольшая тетрагональность. При изменении содержания Mg в пределах 20,0--28,5 % (ат.) средний параметр решетки фазы а' изменяется на 0,0010 нм, находясь в диапазоне 0,4104--0,4114 нм по данным раз­личных авторов. Тетрагональность решетки с/а составляет 1,0060 при 28,5 % (ат.) Mg.

Кристаллическая структура фазы в'(AgMg) -- ОЦК типа (а= 0,32897 + 0,33472 нм).

Кристаллическая структура фазы г (AgMg3) -- гексагональная типа AsNa3 (а = 0,48842 * + 0,49030 нм, с = 0,77868 + 0,78438 нм).

Диаграмма состояния системы серебро - натрий (Ag-Na)

Слабый наклон кривой ликвидуса по отношению к оси составов в интервале концентраций 30--95 % (ат.) Na указывает на тенденцию к расслаиванию в жидком состоянии, однако экспериментально расслаивание обнаружено не было. Растворимость Naв твердом Agсоставляет -1 % (ат.), растворимость Ag в твердом Naничтожно мала и при температуре плавления Naравна 0,03 % (ат.).

Рентгеновские исследования сплавов системы позволили устано­вить существование соединения Ag2Na со структурой типа Cu2Mg (символ Пирсона cFIA, пр. гр. Fd3m, а = 0,792 нм).

Диаграмма состояния системы серебро - неодим (Ag-Nd)

Диаграмма состояния Ag--Nd относится к эвтектическому типу с тремя интерметаллическими соединениями и незначительной вза­имной растворимостью компонентов. Сплавы системы были получены способом дуговой плавки в инертной атмосфере и изучены методами металлографического, рентгеновского и дифференциального термического анализов. Литературные данные содержат разногласия относительно стехиометрии и температур образования интерметаллических соединений и температур эвтектических реакций. Установлено образование соединений: Ag51Nd14, плавящегося конгруэнтно при 1025 °С, Ag2Nd, образующегося по перитектической реакции при 825 ?С, и AgNd, плавящегося конгруэнтно при 952 ?С. В системе протекают следующие эвтектические реакции:

Ж - (Ag) + Ag51Nd14 при 806 °С и 10,5 % (ат.) Nd;

Ж - Ag2Nd+ AgNd при 810 ?С и 40,8 % (ат.) Nd;

Ж - AgNd+ aNd при 640 °С и 80 % (ат.) Nd.

Температуры образования соединений Ag3Nd, Ag2Ndи AgNd равны 995, 820 и 945 °С, соответственно; несколько отличаются и температуры эвтектических реакций, составляющие

805 °С (Ж - Ag+ Ag3Nd); 810 °С (Ж - Ag2Nd+ AgNd) и 650 ?С (Ж - AgNd+ aNd).

Установлено, что Ag,Nd подвергается полиморфному превращению при температуре 620 °С.

Диаграмма состояния системы серебро - палладий (Ag-Pd)

Ag при сплавлении с Pd образует систему с непрерывной взаимной растворимостью компонентов.

Диаграмма состояния системы серебро - платина (Ag-Pt)

Диаграмма состояния Ag--Pt построена на основании экспериментальных и расчетных данных. Границы фаз в, в', б', б", г и г', проведенные штриховыми линиями, указывают на дискуссионный характер этой части диаграммы. Фаза а' имеет кубическую структуру (пр. гр. Fm3m) с параметром решетки при 820 °С а = 0,3910 нм; структура фаз б" и г изотопна Cu3Au(символ Пирсона сР4, пр. гр. Рт3т) для б-фазы а = 0,3895 нм (при 800 °С), для г-фазы а = = 0,3890 нм.

Диаграмма состояния системы серебро - празеодим (Ag-Pr)

Соединения Ag5Prи Ag2Pr образуются по перитектическим реакциям при температурах 830 и 847 ?С (855 °С ). Соединения Ag51Pr14 и AgPrплавятся конгруэнтно при 1033 и 932 °С. В сплавах системы Ag--Рr протекают три эвтектических превращения:

Ж - (Ag) + Ag5Pr (802 °С и 9,2 % (ат.) Рг),

Ж -Ag2Pr+ AgPr(802 °С и 40 % (ат.) Рг),

Ж - AgPr+ Рr (586 °С и 78 % (ат.) Рr или 595 °С и 80 % (ат.) Рr.

Температура б - в превращения Рr понижается от 795 до 652 ?С с увеличением содержания Agв сплавах до 4 % (ат.). Максимальная растворимость Ag в аРг установлена равной 1 + 0,5 % (ат.) при 646 °С.

Соединение Ag51Pr14 обладает гексагональной структурой (символ Пирсона ЛР65) с параметрами решетки а =- 1,2745 нм, с = 0,9420 нм. Полиморфное превращение в соединении Ag2Pr установлено при температуре 617 °С. Низкотемпературная модификация уAg2Pr имеет орторомбическую структуру типа СеСu2 с параметрами а = 0,4781 нм, b= 0,7084 нм, с = 0,8196 нм; высоко­температурная модификация вAg2Pr -- структуру типа А1В2 (символ Пирсона hP3, пр. гр. Р6/ттт), а = 0,4777 нм, с = 0,6867 нм. Соединение AgPr имеет структуру типа CsCl (символ Пирсона сР2, пр. гр. Рт6т), а = 0,3736 нм.

Диаграмма состояния системы серебро - прометий (Ag-Pm)

При 775 °С кристаллизуется эвтектика

(Ag) + Ag51Pm14,

состав эвтектической точки отнесен к 10 % (ат.) Pm. Растворимость Pm в Agсоставляет 0,2 % (ат.) при эвтектической температуре. Соеди­нения Ag51Pm14и AgPm образуются с открытым максимумом при температурах 990 и 960 ?С, соответственно. Фаза Ag2Pm кристаллизуется по перитектической реакции при 810 °С и при 650 °С претерпевает полиморфное превращение.

Диаграмма состояния системы серебро - самарий (Ag-Sm)

Подтверждено образование конгруэнтно плавящихся соединений Ag3Sm и AgSm с температурами плавления 935 и 960 °С, соответственно. Найдено также соединение Ag2Sm, образующееся по перитектической реакции между Ag3Smи расплавом при температуре 790 ?С.

В системе обнаружено наличие трех эвтектических превращений:

Ж - (Ag) + Ag3Sm при 760 ?С и 10 % (ат.) Sm;

Ж - pAg2Sm+ AgSmпри 775 °С и 37 % (ат.) Sm;

Ж -AgSm+ (aSm) при 675 °С и 82 % (ат.) Sm.

Линия ликвидуса на участке между эвтектикой при 82 % (ат.) Smи (Sm) показана штриховой линией. Данные о растворимос­ти Ag в (Sm) отсутствуют.

Растворимость Sm в (Ag) при эвтектической температуре составляет ~2 % (ат.), 0,42 % (ат.) Sm, 0,72 % (ат.). В работе предложено усредненное значение ~1 % (ат.) Sm. Растворимость Ag в (Sm) пренебрежимо мала.



Диаграмма состояния системы серебро - скандий (Ag-Sc)

В системе образуются твердые растворы на основе (Ag) и (Sc) и три соединения Ag4Sc, Ag2Sc и AgSc.

Соединения Ag2Scи AgSc плавятся конгруэнтно при температурах 1155 и 1230 °С, соответственно. Соединение Ag4Sc обрузется по перитектической реакции из расплава и Ag2Scпри температуре -936 ?С. В системе образуются три эвтектики:

Ж -(Ag) + Ag4Sc

при температуре 926 ?С и содержании -12 % (ат.) [5,4 % (по массе)] Sc;

Ж - Ag2Sc+ AgSc

при 1130 ?С и 40,0 % (ат.) [22 % (по массе)] Sc;

Ж - AgSc+ (Sc)

при 920 °С и 80 % (ат.) [63 % (по массе)] Sc.

Богатая Sc часть диаграммы состояния (более 95 % (ат.) Sc) в области ликвидуса представлена на рисунке штриховой линией.

Максимальная растворимость Scв (Ag) 3,4--3,5 % (ат.) при температуре эвтектики 910 ?С, растворимость Scв (Ag) достигает 10,4 % (ат.) при температуре эвтектики 926 °С. Информация о растворимости Agв (Sc) и о влиянии добавок Agна б # в-превращение Scотсутствует.

Диаграмма состояния системы серебро - стронций (Ag-Sr)

В системе Ag--Sr образуются твердые растворы на основе исходных компонентов (Ag) и (Sr) и пять соединений. Соединения Ag5Sr, Ag2Sr, AgSrи Ag2Sr3 плавятся конгруэнтно при температурах 783, 760, 680 и 665 °С, соответственно, Ag4Sr образуется по перитектической реакции при температуре 713 °С из расплава и Ag5Sr. Ширина области гомогенности Ag5Srсоставляет 1,4 % (ат.). В этой системе имеется пять эвтектических превращений: между (Ag) и Ag5Sr при содержании 10,8 % (ат.) Sr и температуре 747 °С; между Ag4Sr и Ag2Srпри 27 % (ат.) Sr и 686 °С; между Ag2Srи AgSr при 45 % (ат.) Srи 638 °С; между AgSrи Ag2Sr3 при 55 % (ат.) Srи 645 °С; между Ag2Sr3 и (Sr) при -76,5 % (ат.) Sr и 436 °С.

Диаграмма состояния системы серебро - таллий (Ag-Tl)

Диаграмма состояния Ag--Т1 простого эвтектического типа. Результаты различных исследований проанализированы в работе.

Эвтектика

Ж - (Ag) + (вФi)

образуется при температуре 291 °С и содержании 97,4 % (ат.) Т1 либо при 291 ?С и 97,2 % (ат.) Тl, либо при 287 °С и 94,75 % (ат.) Т1.

Для обобщенной диаграммы состояния принята эвтектическая температура 291 °С, а концентрация эвтектической точки -- 97,4 % (ат.) Т1.

Растворимость Ag в (Т1) незначительна; растворимость Т1 в (Ag) -5,1 % (ат.) при эвтектической температуре и -7,5 % (ат.) (максимальная величина) при температуре 500--600 °С.

Диаграмма состояния системы серебро - теллур (Ag-Te)

Соединение Ag2Te образуется непосредственно из расплава при температуре 959 °С. Соединения Ag18&Teи Ag/Te3 образуются перитектически при температурах 465 и 460 °С. Соединение AgTe образуется по перитектоидной реакции при 210 ?С. Соединение Ag2Teв интервале температур между комнатной температурой и температурой плавления претерпевает два полиморфных превращения. Низкотемпературная модификациябAg2Te имеет моноклинную решетку и устойчива при комнатной температуре. Однако в ранних работах приводятся данные и о ромбической элементарной ячейке низкотемпературной модификации бAg2Te. Отклонение от стехиометрического состава снижает температуру перехода бAg2Te- вAg2Teот 145 °С в части системы со стороны Ag до 105 °С в части системы со стороны Те. В этом интервале температур происходит перестройка атомов элементарной ячейки из моноклинной в гранецентрированную кубическую. Температура фазового перехода pAg2Teв гAg2Te также зависит от стехио­метрического состава соединения и изменяется от 802 ?С для сплавов, содержащих избыток атомов Ag, до 690 °С для сплавов с избытком Те.

Изменение температур фазовых переходов в зависимости от отклонения от стехиометрического состава указывает на существование некоторой области гомогенности на основе Ag2Te.

Соединение Ag5Te3 существует в трех модификациях. Переход бAg5Te3 в pAg5Te3 происходит при температуре 250 °С при избытке атомов Agпо сравнению со стехиометрическим составом и при температуре 295 "С при избытке атомов Те.

Соединение yAg2Te с Ag образует эвтектику, содержащую 8,0 % (ат.) Те и плавящуюся при 873 °С. Эвтектика, богатая Те, имеет состав 67,0 % (ат.) Те, 33,0 % (ат.) Agи температуру плавления 351 °С· Со стороны, богатой Ag, обнаружена область несмешиваемости в жидком состоянии в пределах 9,0--31,0 % (ат.) Те при температуре монотектики 893 ?С. Критическая температура смеси двух жидкостей 1115 °С.

Диаграмма состояния системы серебро - тербий (Ag-Tb)

В системе образуются твердые растворы на основе компонентов (Ag) и (Тb) и три интерметаллических соединения Ag51Tb14, Ag2Tbи AgTb, плавящихся конгруэнтно при температурах 985, 915 и 1145 ?С, соответственно. Соединение Ag51Tb14 имеет область гомогенности, которая лежит в пределах 21,5--25,5 % (ат.) Tb. В системе протекают четыре эвтектические реакции:

Ж - (Ag) + Ag51Tb14

при температуре 801 °С или 805 ?Си содержании 11,0 % (ат.) Тb;

Ж - Ag51Tb14 + Ag2Tb

при 885 ?С и 31,5 % (ат.) Тb;

Ж -Ag2Tb+ AgTb

при 900 °С и 35,0 % (ат.) Тb;

Ж - AgTb+ (уТЬ)

при 860 ?С и 75,0 % (ат.) Тb.

Максимальная растворимость Тb в (Ag) составляет 1,12 % (ат.); растворимость Agв (Тb) пренебрежимо мала и, по-видимому, не влияет на температуру полиморфного превращения Тb.



Диаграмма состояния системы серебро - титан (Ag-Ti)

В системе надежно идентифицировано образование твердых рас­творов на основе исходных компонентов (Ag), (бФi), (вФi) и двух соединений AgTiи Ag2Ti, образующихся по перитектическим реак­циям. Соединение AgTiобразуется при температуре 1020+5 ?С и содержанием Ag~ 48 % (ат.) из расплава с <94,0 % (ат.) Ag[1, 4] и (вФi) с -15,5 % (ат.) Ag. Соединение AgTi имеет область гомоген­ности -48,0--50 % (ат.) или -65,0--67 (по массе) Agпри 940-- 960 °С. Соединение AgTi2 образуется по перитектоидной реакции из (вФi), содержащего -12,0 % (ат.) Agи AgTiс -48,0 % (ат.) Agпри температуре 940 °С.

Эвтектоидное превращение

(вФi) * (бФi) + AgTi2

имеет место при температуре 855 °С и содержании Ag- 7,7 % (ат.).

Со стороны Ag имеет место эвтектическое превращение при температуре 960 °С. Эвтектика содержит -95,0 % (ат.) Ag.

Растворимость Ag в (вФi) составляет 16,3 % (ат.) Ag или 15,0 % (ат.) при температуре 1020 ?С, -12,0 % (ат.) при температуре 940 °С. Растворимость Tiв (Ag) оценена как -5,0 % (ат.).

Кристаллическая структура AgTi2 тетрагональная типа MoSi2 (символ Пирсона U6, пр. гр. 14/ттт) с параметрами решетки а = 0,295, с = 1,185 нм [6]; AgTi имеет тетрагональную структуру типа гФiП2 (символ Пирсона tP4, ) с параметрами решетки а = 0,290, с = 0,814 нм.

Диаграмма состояния системы серебро - фосфор (Ag-P)

Методами термического и микроструктурного анализа исследована область системы с содержанием С до 7 % (ат.) при давлении 0,1 МПа (рис. 38). Максимальная растворимость С в жидком Ag при температуре 885 ?С, отвечающей реакции

Ж - (Ag) + P,

равна 5,7 % (ат.). Температура этого превращения практически не зависит от давления.

Диаграмма состояния системы серебро - цинк (Ag-Zn)

Металлы неограниченно растворяются друг в друге в жидком состоянии, образуют ограниченные области твердых растворов друг в друге (Ag) и (Жn) и три промежуточные фазы в, г, е. Фаза в образуется по перитектической реакции

Ж + (Ag) - в

при температуре 710 °С и содержании 36,7 % (ат.) [26,0 % (по массе)] Жn и обладает большой областью гомогенности, которая расположена в интервале концентраций 36,7--58,6 % (ат.) Жn при температурах 710-661 °С и 45,6-50,4 % (ат.) Жn при температурах 258-274 ?С, соответственно. При температурах 258--274 °С в в-фазе протекает превращение в - ж. При закалке из в-области в сплавах образуется метастабильная в'-фаза с упорядоченной ОЦК структурой. После холодной деформации в'-фаза превращается в ж-фазу с гексагональной структурой, а после холодной деформации и старения при 20 °С ж-фаза превращается в в'-фазу.

Фаза г (Ag5Zn8) образуется по перитектической реакции

Ж + в - г

при температуре 661 °С и содержании 61,0 (ат.) [48,7 % (по мас­се)] Жn, имеет интервал гомогенности 61,0--64,0 % (ат.) Жз при температурах 661--631 °С и58,5--62,7 % (ат.) Жnпри температуре 274 ?С.

В системе имеет также место перитектическое превращение

Ж + е (Жn)

при температуре 431 °С и содержании 95,0 % (ат.) [92 % (по массе)] Жn. При температуре 710 ?С в Agрастворяется 32,1 % (ат.) Жn, при температуре 258 °С - 40,2 % (ат.) Жn. Растворимость Agв (Жn) уменьшается от 5,0 % (ат.) Agпри 431 ?С до 10 % (ат.) Ag при 150 ?С.

Диаграмма состояния системы серебро - эрбий (Ag-Er)

Система Ag--Еr исследована во всей области концентраций. При изготовлении образцов использовали Agчистотой 99,9993 % (по массе) и Еr чистотой более 99 % (по массе). Сплавы синтезировали методом дуговой плавки в аргоне. Отжиг сплавов в зависимости от состава проводили при температуре 750--950 °С с последующей закалкой в воде.

В системе обнаружено три соединения Ag3Er, Ag2Erи AgEr, плавящихся конгруэнтно при температуре 930, 1020 и 1195 °С, соответственно, и четыре эктектические реакции при содержании Еr 11,5, 26,5, 37 и 76 % (ат.) и при температурах 772, 890, 993 и 932 С, соответственно. При изучении кристаллической структуры установлен состав богатого Agсоединения, соответствующей формуле Ag51Er]4.

На основании данных дифференциального термического анализа температура эвтектики

(Ag) + Ag51Er14

определена равной 795 С, а растворимость Еr в (Ag) при этой температуре составляет 3,6 % (ат.). Максимальная растворимость Ег в (Ag) равна 5 % (ат.).

Диаграмма состояния системы серебро - мышьяк (Ag-As)

Диаграмма состояния Ag--As исследована в ряде работ, приведена обобщенная,, фазовая диаграмма Ag--As с учетом температуры плавления As, равной 817 °С при давлении (3,58 ± 0,05) МПа.

В системе существуют твердые растворы на основе компонентов (Ag) и (As) и фаза ж, образующаяся по перитектической реакции

(Ag) + Ж - ж

при температуре 582 °С и содержании -10 % (ат.) As или при 585 °С и распадающаяся по эвтектоидной реакции

ж - (Ag) + (As)

при температуре 446 °С и содержании 9,5 % (ат.) As или при 450 °Сu 10 % (ат.) As; концентрация As в интервале гомогенности ж фазы составляет 9,5--11 % (ат.) при 446-540 °С, соответственно.

Эвтектическое превращение

Ж - ж+ (As)

протекает при темпера­туре 540 °С и содержании -25,3 % (ат.) As или при температуре 535 °С и содержании -25 % (ат.) As.

В системе наблюдается несмешиваемость в жидком состоянии при температуре монотектики 655 °С в интервале концентраций 55-66 % (ат.) As. Растворимость Ag в (As) ничтожно мала (по-видимому, на уровне, определяемом дефектами).



Диаграмма состояния системы серебро - золото (Ag-Au)

Диаграмма состояния системы, обобщающая результаты исследо­ваний, выполненных до середины 50-х годов приведена на рис. Agи Аu образуют между собой непрерывный ряд твердых растворов. Построенные экспериментально кривые ликвидуса и солидуса хорошо согласуются с расчетными кривыми, полученными термодинамическим путем. Интервал кристаллизации сплавов в средней части диаграммы состояния не превышает примерно 2 °С. Сплав, содержащий 50 % (ат.) Аu, имеет температуры ликвидуса и солидуса, равные, соответственно, 1032,5 и 1030,8 °С. Обнаружено отсутствие непрерывности на кривых зависимости электросопротивления, эффекта Холла и периода кристаллической решетки от состава для сплавов, отвечающих составам Ag3Au, Ag3Au2 и AgAu3.

диаграмма состояние сплав олово



Диаграмма состояния системы серебро - бериллий (Ag-Be)

Результаты различных исследований системы Ag--Beобобщены в раде работ, данные которых незначительно различаются между собой в части температур и составов нонвариантных превращений. Приводимый вариант системы Ag--Be составлен с учетом всей имеющейся информации.

В системе установлено существование твердых растворов на основе исходных компонентов (Ag), (б Be), (вBe) и д-фазы (AgBe2), образующейся по перитектической реакции

Ж + (аВе) » д

при температуре 1010 °С и концентрации Be~ 73 % (ат.) и смещенной от стехиометрического состава. Фаза д распадается по эвтектоидной реакции

д - (Ag) + (бBe)

при температуре 760 °С и, возможно, имеет область гомогенности.

Плато на кривой ликвидус указывает на возможность существования в районе концентраций 30--70 % (ат.) Beсоединений, плавящихся инконгруэнтно. Высказано предположение, что эти фазы либо являются метастабильными, либо тройными, стабилизируемыми примесными элементами.

В системе также проходят нонвариантные равновесия эвтектичес­кого типа

Ж -(Ag) + д

при содержании Be10,5 % (ат.) при температуре 880 °С, а также перитектического типа

Ж + (дВе) - (бВе)

при температуре 1265 °С.

Растворимость Beв (Ag) составляет 3,5 % (ат.) при температуре 881 °С и 1,6 % (ат.) при температуре 760 °С.

Диаграмма состояния системы серебро - висмут (Ag-Bi)

Данные по исследованию диаграммы состояния системы Ag--Biприведены в справочной литературе. На рис. показана диаграмма состояния системы, в которой обобщены данные работи внесены поправки, связанные с уточнением температур плавления исходных компонентов. Эвтектика

Ж - (Ag) + (Bi)

образуется при температуре 262,5 ± 2 °С. Она содержит 95,3 % (ат.), 97,5 % (по массе) Bi. Максимальная растворимость Biв (Ag) 2,615 (ат.) при 500 °С и не превышает 0,83 % (ат.) [1,6 % (по массе)] при температуре эвтектики. Растворимость Agв (Bi) пренебрежимо мала.

Диаграмма состояния системы серебро - кадмий (Ag-Cd)

Фазовая диаграмма Ag--Cdисследовалась неоднократно. Обобще­ны результаты более чем 200 работ. Наиболее детально исследованные температуры и концентрации нонвариантных точек в системе легли в основу диаграммы состояния. В системе при кристаллизации образуются твердые растворы на основе исходных компонентов (Ag) и (Cd), а также три соединения: в-фаза (твердый раствор на основе AgCd), г-фаза (твердый раствор на основе AgCd), претерпевающая с понижением температуры полиморфное превращение в г'-фазу при температурах 436 и 470 °С для сплавов, богатых Agи Cdсоответственно, и е-фаза (твердый раствор на основе AgCd3).

Эти соединения образуются по перитектическим реакциям и имеют широкие области гомогенности. Так, для (фазы в концентрация Cdпри температуре 736 °С составляет 42 % (ат.), при температуре 640 °С -- 57 % (ат.), при температуре 470 °С -- 51,2 % (ат.), а при температуре 440 °С -- 48,5 % (ат.). Для фазы г(г') концентрация Cdпри температуре 640 °С равна 60 % (ат.), а при 592 °С -- 62,85 % (эт.). Для фазы е концентрация Cdсоставляет 65,7 и 81,4 % (ат.) при температурах 592 и 343 °С, соответственно.

В системе наблюдается также образование фаз ж и в' по перитектоидным реакциям. Эти фазы также имеют области гомогенности. Фаза ж гомогенна в области составов 50--56,5 % (ат.) Cdв интервале температур 440--470 °С, а при температурах 240 и 230 °С концентрация Cdсоставляет 49,5 и 54,0 % (ат.). Для фазы в' концентрация Cdравна 48,5 % (ат.) при температуре 240 °С и 50 % (ат.) при температуре 230 °С.

По данным дифференциального термического анализа и измере­ния твердости предполагается образование соединений Ag11Cd(8,05 % (по массе) Cd, Ag3Cd[25,78 % (по массе) Cd] и Ag2Cd(34,26 % (по массе) Cd) в результате упорядочения твердого раствора на основе (Ag) при температурах ниже -700, -380 и -450 °С, соответственно.

Диаграмма состояния системы серебро - ртуть (Ag-Hg)

Диаграмма состояния системы Ag--Hg изучена во всем интервале составов. На рис. приведена диаграмма, построенная на основании результатов микроструктурного, рентгеновского и термического анализов.

В системе Ag--Hg существуют промежуточные фазы: фаза в, образующаяся по перитектической реакции при температуре 276 °С и содержании 44,65 % (ат.) Hg, и фаза г, образующаяся по перитектической реакции при температуре 127 °С и содержании 55,7-57 % (ат.) Hg.

Растворимость Hg в (Ag) в твердом состоянии равна 37,3 % (ат.) при температуре 276 °С, Фаза в имеет идеальную ГПУ решетку с параметрами а = 0,296 нм и с = 0,481 нм. Фаза г обладает структурой г-латуни с ОЦК решеткой; параметр решетки в узком интервале гомогенности изменяется от 1,003 до 1,005 ± 0,0002 нм.

В сплавах системы, содержащих более 35 % (ат.) Ag, при охлаж­дении наблюдается сильная тенденция к образованию метастабильного состояния.



Диаграмма состояния системы серебро - никель (Ag-Ni)

Диаграмма состояния Ag-Niявляется простой монотектическои системой. В области, богатой Ag, состав эвтектической точки при эвтектической температуре 960 °С отнесен к 99,679 % (ат.), состав жидкой фазы при монотектической температуре 1435 °С -- к 96,11 % (ат.) Ag. Положение монотектической точки соответствует 3 % (ат.) Ag. Максимальная растворимость Niв Ag соответствует 0,102 % (ат.), Максимальная растворимость Agв Niсоставляет ~1 % (ат.) и уменьшается с понижением температуры.

Диаграмма состояния системы серебро - сера (Ag-S)

Данные по изучению равновесной диаграммы состояния Ag--S представлены в справочниках. В системе Ag--S образуется одно соединение Ag2S, имеющее три стабильные формы. Низкотемпературная модификация бAg2S существует при стехиометрическом составе фазы, в то время как в и г модификации могут растворять избыток Ag и S. Модификация бAg2S обладает моноклинной структурой (символ Пирсона тР24), а = 0,9531 нм, b = 0,6925 нм, с = 0,8278 нм, в = 123,85°. Структура вAg2S при температуре 800 °С кубическая (сI6), а - 4890 им. Моди­фикация гAg2S при температуре 600 °С имеет также кубическую структуру (символ Пирсона cF12), а = 0,634 нм. В жидком состоянии имеют место два разрыва смешиваемости -- в подсистемах Ag--Ag2S и Ag2S--S в результате монотектической и эвтектической реакций, соответственно. Экспериментальные данные, касающиеся границ области несмешиваемости в жидком состоянии в области Ag2S--S, отсутствуют. На рис. приведен обобщенный вариант диаграммы состояния Ag--S. Растворимость Ag в бS (стабильна до 95,5 °С) и в вS (стабильна в интервале температур 95,5--115,22 °С) экспериментально не определена, но вероятно незначительна.

Диаграмма состояния системы серебро - свинец (Ag-Pb)

Диаграмма состояния Ag--Pbотносится к системам эвтектического типа с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии. Рассчитанная диаграмма состояния Ag--Pbблизка к диаграммам, опубликованным ранее в работах. Между расчетными и экспериментальными данными имеется хорошее соответствие по растворимости Pbв Agв твердом состоянии в интервале температур 300--600 °С. Растворимость Pbв Agдостигает 0,3 % (ат.) при температуре 200 °С. Максимальная растворимость Agв Pbпри эвтектической температуре равна 0,19 % (ат.).

По результатам термодинамического расчета установлены коорди­наты эвтектики: 304 °С и 95,5 % (ат.) Рb, что коррелирует с данны­ми работ.

Диаграмма состояния системы серебро - кремний (Ag-Si)

Диаграмма состояния Ag--Siпростого эвтектического типа. На рис. приведена обобщенная диаграмма состояния. Эвтектика образуется при температуре 830 °С и содержании 11,3 % (ат.) Si. Максимальная растворимость Agв (Si) - 4*10-4% (ат.) при температуре 1350 °С. Методом измерения удельного электросо­противления было установлено, что растворимость Siв (Ag) при температурах менее 700 °С составляет -0,002 % (по массе).

В быстрозакаленных сплавах (скорость охлаждения 105 К/с) происходит образование двух метастабильных фаз в богатой Agчасти диаграммы состояния. Это фаза с ГПУ структурой и параметрами решетки а = 0,2870 нм; с = 0,4528 нм в интервале концентраций 5--25 % (ат.) Si, которая разлагается при нагреве до 100 °С; а также фаза Ag2Siс ромбической структурой и парамет­рами решетки а -- 0,556; b -- 0,916; с = 0,849 нм при содержании -30 % (ат.) Si, которая стабильна до более высоких температур.

Диаграмма состояния системы серебро - сурьма (Ag-Sb)

Диаграмма состояния Ag--Sbхарактеризуется образованием твердого раствора Sbв Ag, ж-, е-, е'-фаз и твердого раствора Agв Sb. Фазы ж и е образуются по перитектическим реакциям при температурах 702,5 и 558 °С, соответственно. В интервале температур 440--449 °С происходит процесс упорядочения в фазе е. При температуре 485 °С и содержании 41 % (ат.) Sbв системе проходит эвтектическая кристаллизация. Растворимость Sbв Agсоставляет 7,2 % (ат.) при температуре 702,5 °С и 5,5 % (ат.) при температуре 300 °С, а растворимость Agв Sbпредельно мала. Параметры решетки б-фазы изменяются от а= 0,40923 нм до 0,41229 нм при содержании в сплавах Sbот 1,14 до 6,15 % (ат.) при использовании Sbчистотой 99,99 % (по массе). Фаза ж является электронным соединением с электронной концентрацией 3:2. Параметры решетки ж-фазы с гексагональной структурой составляют а - 0,29276 нм, с- 0,47831 нм, с/а= 1,6338 при содержании 9,2 % (ат.) Sbи а = 0,29681 нм, с = 0,48003 нм, с/а = 1,6173 при содержании 16,0 % (ат) Sb.

Фазы е и е' являются электронными соединениями с электронной концентрацией 7:4. Фаза е состава Ag3Sbимеет орторомбическую структуру типа вПй,ФЯ (символ Пирсона tС4) с параметрами а = 0,599 нм, ft= 0,524 нм, с = 0,485 нм. Фаза е' имеет упорядоченную орторомбическую структуру (символ Пирсона tP4).

Диаграмма состояния системы серебро - углерод (Ag-C)

В системе имеет место перитектическое превращение

Ж + С - (Ag)

при температуре 962,23 °С. Растворимость С в (Ag) при перитектической температуре составляет 0,036 % (ат.) [0,004 % (по массе)]. Растворимость С в (Ag) в интервале температур 780--961 °С может быть описана уравнением

lgч = 1,25--3317/T,

а растворимость графита в расплаве Ag-- уравнением

lgч = --19500/ Ф + 6,1,

где ч -- атомная доля С, Ф -- температура, К. Экстраполированное значение растворимости графита в расплаве Agпри температуре, близкой к температуре плавления Ag, составляет <10~7 % (ат.) С. Растворимость С в расплаве Agсоставляет 0,0012; 0,0025 и 0,0022 % (по массе) при температурах 1660, 1735 и 1940 °С, соответственно, а растворимость С (в виде графита) в (Ag) равна 0,026--0,04 % (по массе).

В системе рентгеновским методом идентифицировано образование шести соединений: Ag7Ca2, Ag8Ca3, Ag2Ca, AgCa(существует в двух кристаллических формах б и в), Ag3Ca5 и AgCa3. Кроме того, предполагается, что в системе существуют еще два соединения Ag9Ca2 и Ag4, Са5д, структуры которых не идентифицированы.

Соединения плавятся конгруэнтно: Ag7Ca2 [22,2 % (ат.) Са] при 731 °С, AgCa[50 % (ат.) Са] при 666,6 °С и AgCa3 [75 % (ат.) Са] при -490 °С. Соединение AgCa3 образуется по перитектической реакции из расплава и Ag3Ca5 при температуре 475 °С и возможно существование области гомогенности соединения AgCa3 в интервале составов 75,0-- 76,25 % (ат.) Са.

По перитектическим реакциям образуются соединения Ag9Ca2 [18,2 % (ат.) Са] при 687 С, Ag2Ca[33,3 % (ат.) Са] при 597 °С и Ag3Ca5 [62,5 % (ат.) Са] при 555 °С или 560 С. По мнению авторов работы [6] не исключено также, что Ag2Caплавится конгруэнтно и дает эвтектику с Ag7Ca2 при температуре 597 °С и содержании 33 % (ат.) Са.

Соединение Ag8Ca3 [27,27 % (ат.) Са], по-видимому, образуется в результате эвтектоидного превращения при температурах ниже 597С; соединение Ag41Ca59, приблизительно содержащее 59,0 (ат.) Са, образуется по перитектоидной реакции при температуре

598°С. Оно не стабильно при температурах ниже 555 С.

Диаграмма состояния системы серебро - олово (Ag-Sn)

В системе существуют твердые растворы на основе компонентов (Ag) и (Sn) и два соединения ж и е.

Фаза е образуется по перитектической реакции

Ж + ж - е

при температуре 724 °С и содержании 13 % (ат.), интервал гомогенности 12,2--22,5 % (ат.) Snпри температуре 500 °С; максимальное содержание Snв фазе ж -- 22,8 % (ат.) при температуре 480 °С.

Фаза е образуется по перитектической реакции

Ж + ж - е

при температуре 480 °С и содержании -25 % (ат.) Sn, область гомоген­ности соответствует 23,7--25 % (ат.) Sn.

Эвтектика е + (Sn) образуется при температуре 221 °С и содержит 96,2 % (ат.) Sn.

Растворимость Snв (Ag) изменяется от 11,5 % (ат.) при темпера­туре 724°С (температуре перитектики) до -10,7; 10,3 и 9,9 % (ат.) при температурах 500, 400 и 300 °С, соответственно. Быстрой закалкой может быть получен пересыщенный твердый раствор (Ag) с 13 % (ат.) Sn. Растворимость Agв (вSn) не превышает 0,09 % (ат.). Температура полиморфного (аллотропического) превра­щения бSn- вSnс увеличением содержания Agв сплаве не меняется и остается равной 13 °С.



Источники:

Двойные и многокомпонентные системы на основе меди. под ред. Шухардина С.В. Наука, 1979 г.

Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа. Банных О.А., Будберг П.Б., Алисова С. П. и др. Металлургия, 1986 г.

Диаграммы состояния двойных металлических систем ред. Лякишева Н.П. Машиностроение, 1996-2000 г.

Размещено на Allbest.ru

Размещено на Allbest.ru