А.А. Клопотов, а.И. Потекаев, э.В. Козлов, ю.И. Тюрин, к.П. Арефьев, н.О. Солоницина, в.Д. Клопотов

структурных типах: TiNi₃имеет структуру гексагональной четырех- слойной плотнейшей упаковки с полностью упорядоченным распре- делением атомов (чередованием слоев АВАС), а NbNi₃– ромбиче- скую структуру типа β-TiCu₃с деформированной двухслойной плот- нейшей упаковкой и упорядоченным распределением атомов (чередо- вание слоев АВАВ) (рис. 4.3.2).

2. Электронная конфигурация атомов и кристаллическаяструктура сплавов в системах Ti-Ni, Ti- Nb иNi-Nb

При образовании сплавов на основе никелида титана отметим два образующих сплав элемента, из которых один обладает электронной конфигурацией с почти заполненной 3d-полосой Ni – [Ar] 3d⁸4s², а дру- гой элемент Ti – незаполненной 3d-полосой – [Ar] 3d²4s². При легирова- нии атомами Nb, у которых полоса 4d наполовину заполнена электро- нами и один электрон на 5s полосе (4d⁴5s¹), может происходить значи- тельное изменение электронной подсистемы. Видно, что электронные конфигурации различны для каждого химического элемента и эта осо- бенность проявится в нестабильности и образовании интерметалличе- ских соединений.

Титан имеет 2 электрона в недостроенной 3d-полосе, поэтому при образовании твердых растворов замещения с элементами, обладающи- ми в недостроенных оболочках более 4 электронами, должны стабили- зироваться фазы, в основе которых лежат ОЦК-решетки [30], что и име- ет место в системе Ti-Ni в области эквиатомного состава. Действитель- но, диаграмма на рис. 4.3.2 показывает сложную эволюцию кристалли- ческих структур и величину областей их гомогенности в системах Ti-Ni и Ni-Nb в зависимости от числа (s+d)-электронов на атом и отсутствие таковой для системы Ti-Nb. В системе Ti-Nb разница между компонен- тами в числе электронов, находящихся в недостроенных электронных оболочках, минимальна, также минимальна и разница в размерах ато- мов (R_Nb= 0,1468 нм, R_Ti= 0,1462 нм), что и отражает общую законо- мерность Юм-Розери [25, 45] по неограниченной растворимости этих элементов при их сплавлении.

Глава4 кристаллогеометрия структур в системах ti-ni-me

Рис. 4.3.2. Кристаллические структуры фаз в системах

Ti-Ni и Ni-Nb и Ti-Nb в зависимости от числа (s+d)-электроновна атом и их области гомогенности

Свойствасплавов системыNi-Ti-Nbобусловлены как особенно- стямистроенияэлектронных оболочеккомпонентов,такиразмерны-миэффектами образующихсплав атомов.Онипроявляютсяв ста-бильностииширине областейгомогенностиприобразовании интер- металлических соединенийвэтойсистеме.Следует отметить,что всистемах Ti-NiиNi-Nb, состоящихизкомпонентовпереходныхме-таллов,происходитдостройкаd-уровняпредпоследнейэлектроннойd-оболочки.Какпоказанов[30], атомыTi вкристаллическом состоя-нии неимеютнаd-уровнях электронов, поэтомуони неспособны

А.А. Клопотов, а.И. Потекаев, э.В. Козлов, ю.И. Тюрин, к.П. Арефьев, н.О. Солоницина, в.Д. Клопотов

к захвату электронов. Атомы Ni и Nb в кристаллическом состоянии содержат электроны на d-уровнях и могут проявлять тенденцию к за- хвату посторонних электронов с целью заполнения этих уровней. Действительно, диаграмма на рис. 4.3.2 показывает сложную эволю- цию кристаллических структур и протяженность областей гомогенно- сти интерметаллических соединений в системе Ti-Ni-Nb в зависимо- сти от усредненного параметра, такого как число (s+d)-электронов на атом. При этом на диаграмме системы Ni-Ti-Nb кроме существования интерметаллических соединений по границам треугольника обнару- жен ряд тройных соединений (рис. 4.3.1).