인터메탈릭

Intermetallic
크리지1119

금속간합금(metalic compound, metalic compound, metalic collosure, ordered intermetalic collosure, ordered metalic collosure, round-ordered collosure)은 둘 이상의 금속 원소 사이에 순서의 고체 상태의 화합물을 형성하는 금속 합금의 일종이다. 중간금속은 일반적으로 단단하고 부서지기 쉬우며, 고온의 기계적 특성이 좋다.[1][2][3] 그것들은 스토이치메트릭 또는 비스토이치메틸화합물로 분류될 수 있다.[1]

고체상에도 적용되는 '상간 화합물'이라는 용어는 여러 해 동안 사용되었지만, 예를 들어 1955년 흄-로더리(Hume-Rothery)에 의해 도입이 후회되었다.[4]

정의들

연구 정의

1967년[5] 슐제는 둘 이상의 금속 원소를 포함하는 고체상으로서 하나 이상의 비금속 원소를 포함하며 결정 구조가 다른 구성 요소와 다른 결정 구조로 정의했다. 이 정의에 따르면 다음과 같은 내용이 포함된다.

  1. 전자(또는 Hume-Rothery) 화합물
  2. 크기 포장 단계(예: Laves 단계, Frank-Kasper 단계 및 Nowotny 단계)
  3. 진틀 페이즈

금속의 정의는 다음을 포함하는 것으로 간주된다.

  1. 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 주석, 납, 비스무트 등의 후처리 금속.
  2. 메탈로이드(예: 실리콘, 게르마늄, 비소, 안티몬, 텔루륨)

금속의 동질적이고 이질적인 고체 용액과 중간 화합물(탄화물, 질화물 등)은 이 정의에 따라 제외된다. 단, 금속과 금속 간 화합물의 합금처럼, 중간 금속 간 화합물이 포함된다.

공용

공통적으로, 시멘타이트, FeC와3 같은 화합물을 포함하도록 변환 후의 금속과 야금성을 포함한 연구 정의가 확장된다. 이러한 화합물들은 때때로 중간 화합물이라고 불리기도 하며, 상기에서 정의한 금속간 화합물과 유사한 성질을 공유할 수 있다.

콤플렉스

이종금속이라는 용어는 사이클로펜타디닐 복합체 CpNiZn과624 같은 두 개 이상의 금속을 포함하는 화합물을 설명하는[6] 데 사용된다.

B2

B2 금속간 화합물은 알루미늄과 철과 같은 두 금속 원자의 수가 같으며, 구성 금속의 두 입방 격자로 배열되어 있다.[7]

속성 및 응용 프로그램

금속간 화합물은 일반적으로 실온에서 깨지기 쉽고 용해점이 높다. 소성변형에 필요한 제한된 독립적 슬립 시스템으로 인해 갈라짐 또는 그라놀라 간 파단 모드는 금속 간에서 대표적이다. 단, Nb-15Al-40Ti와 같은 연성파단 모드를 갖는 금속간 결합의 예가 있다. 다른 금속 간 화합물들은 곡물 경계 응집력을 증가시키기 위해 다른 요소들과 합금함으로써 향상된 연성을 보일 수 있다. 곡물 경계 응집력을 개선하기 위해 붕소와 같은 다른 재료의 합금은 많은 금속 간 연성을 개선할 수 있다.[8] 고온에 대한 경도 및/또는 내성이 일부 강도와 처리 용이성을 희생시킬 만큼 중요한 경우 세라믹 및 금속 특성 간의 절충을 제공하는 경우가 많다. 또한 각각 강한 내부 순서와 혼합(금속 및 공밸런트/이온) 결합으로 인해 바람직한 자기, 초전도 및 화학적 특성을 나타낼 수 있다. 이종금속학은 다양한 새로운 재료의 개발을 야기시켰다. 몇몇 예로는 알니코와 니켈 금속 하이드라이드 배터리의 수소 저장 재료가 있다. 익숙한 니켈 기반 슈퍼합금에서 경화 단계인 니알과3 다양한 티타늄 알루미늄도 터빈 블레이드 적용에 관심을 모았고, 후자는 티타늄 합금의 곡물 정제에도 매우 소량으로 사용된다. 실리콘과 관련된 금속간 물질인 규산염은 마이크로 전자공학에서 장벽과 접촉층으로 활용된다.[9]

금속간[1] 물리 특성
금속간 화합물 용해 온도

(°C)

밀도

(kg/m3)

영의 계량(GPA)
페알 1250-1400 5600 263
티알3 1600 4200 210
모시2 2020 6310 430

예

  1. 자기 재료(예: 알니코, 센더스트, Permendur, FeCo, Terfenol-D)
  2. 초전도체(예: 초전도체 A15상, 니오비움-틴
  3. 수소 저장(예: AB5 화합물(니켈 금속 하이드라이드 배터리)
  4. 형상 메모리 합금(예: Cu-Al-Ni(CuAl과3 니켈의 합), 니티놀(NiTi)
  5. 코팅 재료(예: 니알
  6. 고온 구조 재료(예: 니켈알루미늄, NiAl3)
  7. 치과용 아말감(Dental amalgams)은 금속 간 AgSn과3 CuSn의3 합금이다.
  8. 마이크로일렉트로닉스를 위한 게이트 접점/장벽 층 티시2[10]
  9. 단계(AB2), 예를 들어 MgCu2, MgZn2 및 MgNi를2 배치한다.

금속간 형성은 문제를 일으킬 수 있다. 예를 들어, 금과 알루미늄의 금속간 결합은 반도체 소자와 기타 마이크로 전자 소자에서 와이어 본드 결함의 중요한 원인이 될 수 있다. 금속간 관리 문제는 전자부품 사이의 솔더 조인트 신뢰성에 있어 주요 이슈다.

금속간 입자

주요 기사: 금속간 입자

금속 합금의 고체화 과정에서 금속간 입자가 형성되는 경우가 많으며, 분산 강화 메커니즘으로 사용할 수 있다.[1]

역사

역사를 통한 상호금속학의 예는 다음과 같다.

  1. 로마 황동, 쿠젠
  2. 중국 고주석 청동, CuSn318
  3. 타입 메탈, SbSn

독일식 금속은 유리처럼 깨지고, 구부러지지 않으며, 구리보다 부드럽지만 납보다는 용융성이 더 강한 것으로 묘사된다.[11] 화학식은 위의 것과 일치하지 않지만, 성질은 금속간 화합물 또는 하나의 합금과 일치한다.

참고 항목

참조

  • 게르하르트 사우트호프: Intermetalics, Wiley-VCH, Weinheim 1995, 165페이지
  • 인터메탈리즘, 게르하르트 사우트호프, 울만의 산업화학 백과사전, 와일리 인터사이언스. (가입 필요)
  1. ^ a b c d Askeland, Donald R.; Wright, Wendelin J. (January 2015). "11-2 Intermetallic Compounds". The science and engineering of materials (Seventh ed.). Boston, MA. pp. 387–389. ISBN 978-1-305-07676-1. OCLC 903959750.
  2. ^ Panel On Intermetallic Alloy Development, Commission On Engineering And Technical Systems (1997). Intermetallic alloy development : a program evaluation. National Academies Press. p. 10. ISBN 0-309-52438-5. OCLC 906692179.
  3. ^ Soboyejo, W. O. (2003). "1.4.3 Intermetallics". Mechanical properties of engineered materials. Marcel Dekker. ISBN 0-8247-8900-8. OCLC 300921090.
  4. ^ 전자, 원자, 금속 및 합금 W. Hume-Rothery 출판사: 루이까시에 주식회사. 1955년 주식회사
  5. ^ G. E. R. 슐제: 1967년 베를린 아카데미에베를라그 메탈피식
  6. ^ Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Advanced Inorganic Chemistry (6th ed.), New York: Wiley-Interscience, ISBN 0-471-19957-5
  7. ^ "Wings of steel: An alloy of iron and aluminium is as good as titanium, at a tenth of the cost". The Economist. February 7, 2015. Retrieved February 5, 2015. E02715
  8. ^ Soboyejo, W. O. (2003). "12.5 Fracture of Intermetallics". Mechanical properties of engineered materials. Marcel Dekker. ISBN 0-8247-8900-8. OCLC 300921090.
  9. ^ S.P. 무라카, VLSI와 ULSI를 위한 메탈화 이론과 실천. 1993년 보스턴의 버터워스 하이네만
  10. ^ Milton Ohring, Materials Science of Thin Films, 제2판, Academic Press, San Diego, CA, 2002, 페이지 692.
  11. ^ [1] 유용한 지식의 확산을 위한 사회별 유용한 지식의 확산을 위한 모임(Great Britain), 조지 롱(George Long)이 1843년 발간한 유형별 지식의 확산을 위한 모임의 페니 사이클로페디아(Penny Cyclopædia)

외부 링크