Двойные и многокомпонентные системы на основе меди

под ред. Шухардина С.В

Наука, 1979 г.

1. Системы с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях
Этот вид диаграммсостояния медь образует с такими элементами, как никель, родий, платина, палладий, марганец и золото, имеющими благоприятный размерныйфактор и одинаковую кристаллическую структуру. В системе с никелем существует полная взаимная растворимость вплоть до комнатной температуры. В системах медь—золото и медь—марганец наблюдается минимум па кривых ликвидуса и солидуса. Существование минимумов связано с тем, что атомныйдиаметр золота и марганца лежит вблизи границы благоприятного размерного фактора; в структуре этих сплавов при температурах ниже солидуса происходят превращения. В системах с золотом, марганцем, платиной и палладием имеет место упорядочение в твердых растворах и образование промежуточных соединений. В системе медь—родий при температурах ниже солидуса имеется купол прерыва растворимости в твердом состоянии; двухфазная область представляет твердые растворы на основе меди и родия.
2. Системы с эвтектическим характером взаимодействия
(неограниченная растворимость в жидком и ограниченная и твердом состояниях)
Диаграммысостояния эвтектического типа медь образует с литием, бором, серебром и висмутом. В данном случае размерныйфактор значительно менее благоприятен, чем в случае образования непрерывного ряда твердых растворов, а также имеются отличия в типах кристаллической решетки. В связи с этим в указанных системах наблюдается разрыв растворимости в твердом состоянии.
3. Системы
с перитектичееким характером взаимодействия
Такие элементы, как иридий, ниобий, кобальт и железо, образуют с медью системы перитектического типа. Кроме того, в системах с кобальтом и железом наблюдаются превращения, связан¬ные с полиморфными и магнитными прекращениями в фазах кобальта и железа.
4. Системы с ограниченной растворимостью в жидком и твердом состояниях
(монотектический характер взаимодействия)
В двойных сплавах меди со свинцом, таллием, хромом и ванадием наблюдается монотектический характер взаимодействия. В системах со свинцом и таллием со стороны меди имеет место мопотектика эвтектического типа, а в системе с ванадием — монотектика перитектического типа.
5. Системы с образованием промежуточных соединений
Наибольшее число двойных систем с медью имеют промежуточные соединения. Как известно, на вид Диаграммысостояния оказывает влияние много факторов, в том числе размерный фактор, валентность, электронная концентрация. Значительное отличие в электрохимических свойствах меди со многими другими элементами приводит к образованию химических соединений. Элементы, которые не отличаются от меди по своим электрохимическим свойствам, часто образуют электронные соединения. Их кристаллическая решетка зависит от электронной концентрации.
ДиаграммыСОСТОЯНИЯ ДВОЙНЫХ СИСТЕМ
медь — азот медь — алюминий медь — барий медь — бериллии медь - бор медь — ванадий медь — висмут медь — водород медь — вольфрам медь — гадолиний медь — галлий медь — гафний медь — германий медь — гольмий медь — диспрозий медь — европий медь — железо Мель — золото медь — индий медь — иридий медь — иттербий медь —иттрий медь — кадмий медь — кальций медь — кислород медь — кобальт медь — кремний медь — лантан медь — литий медь — лютеций медь — магний медь — марганец медь — молибден медь — мышьяк медь — натрий медь — неодим медь — никель медь — ниобий медь — олово медь — осмий медь — палладий медь — платина медь — плутоний медь — празеодим медь — рений медь — родий медь — ртуть медь — рутений медь — самарий медь — свинец медь — селен медь — сера медь — серебро медь — скандий медь — стронций медь — сурьма медь — таллий медь — тантал медь — теллур медь — тербий медь — титан медь — торий медь — тулий медь — углерод медь — уран медь — фосфор медь — хром медь — церий медь — цинк медь — цирконий медь — эрбий

Диаграмма состоянияCu— О до 20 вес. (50 ат.) %О в области существования жидких меди и закиси меди при давлениикислорода над расплавом 1 атм. приведена на рис. 22. Диаграмма построена по данным работы [1], авторы которой выполняли исследования электрохимическим методом. В верхнем углу рис. 22 в более крупной масштабе показана часть Диаграммы по результатам работы [2], выполненной методом термического анализа. Сведения о более ранних исследованиях приведены в [3]. В системе существуют две фазы Cu₂О и CuО постоянного состава, что подтверждается рентгеновским анализоми данными по измерениюмагнитной восприимчивости [4]. Соединение Сu₂О плавится конгруентно при 1225 + 5°, Соединение СuО плавится ингконгруентно при 1122° [1]. Между твердым раствором на основе .меди — аи соединением Сu₂О образуется эвтектика при 10 . Содержание кислородаа перитектики по данным [1] составляет 0,44 вес. (1,73 ат.) 96; по данным [2] — 0,47 вес. (1,85 ат.)%- При температуре 1090 ° кристаллизуется еще одна эвтектикаCu₂O - CuOпри концентрациикислорода в эвтектической жидкости ~ 14 вес. (39,3 ат.)% .

При температуре 1216 и содержании 2,5—10 всс.% О в системе протекает монотектическое превращение [П. Критическая точка монотектического купола проходит ниже 1400° (рис. 22). В этой части Диаграммы данные работы [I] отличаются от сведений, приведенных в работе [3]. По данным [31 две ветвн линии расслаивания не сходятся в одной точке, как это установлено в [1], а соединяются с горизонтальной прямой при — 1400°, которая определяет реакцию

Растворимость кислорода в жидкой закиси меди зависит от давления: чем выше давление, тем большее количество кислорода растворяется в Сu₂О. При давлениикислорода 0,035; 0,2; 0,43 атм. растворимость составляет 12.5; 13,3; 13,7 вес.% О соответственно (4). При давлении 1 атм. растворимость превышает 14 нес. 96 .

Растворимость кислорода в меди в твердом состоянии мала л составляет по данным работы [51 0,009 вес (0,036 ат.)  и 0,004 вес. (0,016 ат)% при 900 и 600° соответственно (см. также [3]).

Соединение Сu₂О (куприт), как указывается в работе [3], нестабильно при температурах ниже 375° и распадается по реакции …