Соединения, образующие широкие области гомогенности

Соединения этого типа весьма распространены в металлических и полупроводниковых системах (металлические соединения типа фаз внедрения, халькогениды и др.). Среди соединений этого типа а выделяют две групы: дальтониды и бертоллиды.

Дальтониды - соединения с широкой областью гомогенности - характеризуются тем, что формульный состав соединения находится внутри области гомогенности (рис. 8.3 а, б, в); общим для диаграмм с дальтонидными фазами является присутствие сингулярной точки на кривых ликвидуса и солидуса, состав которой отвечает дальтониду и простым стехиометрическим соотношениям компонентов. На диаграмме состав – свойство формульному составу соединенья отвечает экстремальное значение свойств.

Бертоллиды характеризуются тем, что формульный состав соединения лежит вне области гомогенности (см. рис. 8.3 г, д). Это означает, что для соединения бертоллидного типа формульного состава не существует. Сплав, отвечающий формуле соединения, состоит из двух фаз, одна из которых представляет собой твердый раствор на основе соединения. Изохорно-изотермный потенциал такой двухфазной смеси меньше изохорно-изотермного потенциала соединения строго формульного состава. На диаграмме состав – свойство в пределах составов, отвечающих области гомогенности, свойства изменяются монотонно.

Рис. 8.3. Системы, в которых образуются дальтонидные (а, б, в) и бертолидные (г, д) фазы; а, б – соединения А _х В _у и А _k B _p являются конгруэнтно плавящимися дальтонидными фазами; в – инконгруэнтно плавящееся соединение А _m B _n – дальтонидная фаза; г – фаза γ с открытым максимумом (кривая ликвидуса) – бертоллидная фаза; д – фаза γ со скрытым максимумом (кривая ликвидуса) – бертоллидная фаза. На рис. а заштрихована область гомогенности соединения А _х В _у, на рис. б – соединения А _k B _p.

Соединения, образующие узкие области гомогенности. К ним относится большинство полупроводниковых соединений, которые образуют узкие области твердых растворов с компонентами, входящими в состав соединений. Так, ширина области колеблется от десятых (например, в соединениях типа A ₂^III B ₃^VI, так для In₂Те₃ от 59,5 до 60% Те) до сотых (A ^II B ^VI) и даже тысячных (А ^III В ^V) долей атомного процента. Несмотря на малую величину, растворимость играет важнейшую роль в формировании физических свойств соединения. Поэтому изучение особенностей твердых растворов, расположенных в узкой области гомогенности (т. е. с избытком компонентов А и В), представляет собой важную и экспериментально сложную задачу.

Одной из особенностей является то, что в очень большом числе случаев на основе соединений A ^III B ^V и А ^II В ^VI в пределах области гомогенности образуются суперпозиции твердых растворов, например твердый раствор вычитания и твердый раствор внедрения. Вторая особенность заключается в том, что максимум температуры плавления приходится в этих случаях на составы, несколько отличающиеся от стехиометрического и получить соединения строго стехиометрического состава трудно. Такие соединения получили название соединений со смещенной стехиометрией. Однако при небольшом отклонении от стехиометрии, соединение, плавящееся с открытым максимумом, рассматриваются (в первом приближении) как конгруэнтно плавящееся соединение.

Дата добавления: 2014-01-11