Интерметаллиды

Интерметалли́ды (интерметаллические соединения), химические соединения двух или нескольких металлов. Интерметаллиды, наряду с химическими соединениями металлов (в основном переходных) с неметаллами (т. н. фазами внедрения, например гидридами, карбидами, нитридами металлов), относятся к металлидам, или металлическим соединениям. Интерметаллиды образуются при взаимодействии компонентов при нагревании, в результате обменных реакций, при распаде пересыщенных растворов одного металла в другом и др. В кристаллической решётке интерметаллидов атомы каждого из металлов занимают строго определённое положение, создавая как бы несколько вставленных одна в другую подрешёток. В этих подрешётках может быть значительное количество незанятых узлов (вакансий) или узлов, занятых атомами «чужого» металла. Поэтому интерметаллиды, как правило, существуют в определённой области концентраций компонентов (т. н. области гомогенности); состав интерметаллидов обычно не отвечает формальной валентности компонентов. Диаграмма «состав – свойство» в области гомогенности может иметь сингулярную точку, соответствующую постоянному, обычно целочисленному, отношению атомов компонентов (дальтониды), или не иметь её (бертоллиды).

Существование интерметаллидов в системе, их состав и структура обусловлены положением компонентов в периодической системе, их атомными радиусами, электроотрицательностью, ионизационным потенциалом. Наиболее обширный класс интерметаллидов в двойных системах составляют т. н. фазы Лавеса – соединения со структурой MgCu₂ , MgZn₂ и MgNi₂ , обладающие узкими областями гомогенности. Они возникают обычно при соотношении атомных радиусов компонентов в пределах 1,1–1,3. В сплавах некоторых металлов I группы короткой формы (1-й группы длинной формы) периодической системы или переходных металлов с металлами II–V групп короткой формы (2, 13–15-й групп длинной формы) образуются т. н. электронные соединения, или фазы Юм-Розери. Их состав и структура определяются главным образом отношением числа валентных электронов к числу атомов в структурной ячейке. Многие переходные металлы образуют интерметаллиды с гексагональной структурой NiAs; некоторые из них обладают узкими областями гомогенности и являются полупроводниками, другие – с широкими областями гомогенности – обладают металлическими свойствами.

Интерметаллиды применяются как полупроводниковые, магнитные материалы (SmCo₅ , Fe₃ Ni, Cu₂ MnAl и др.), сверхпроводники (Nb₃ Sn и др.), аккумуляторы водорода (соединения РЗЭ, Ti, Zr, например LaNi₅ , TiFe); входят в состав жаропрочных сплавов, высокопрочных конструкционных материалов, защитных покрытий из тугоплавких металлов (Ni₃ Al, Ni₃ Nb, Ti₃ Al и др.). Интерметаллиды, образующиеся в системе Ni – Ti, обладают «памятью формы» и используются для изготовления термочувствительных элементов и преобразователей тепловой энергии в механическую.