Упорядочение атомов без изменения решетки

Превращения, которые состоят только в упорядочении или иногда в ином изменении расположения атомов, в последние годы установлены в ряде сплавов.

Решетка при этом полностью сохраняет свою симметрию. В случае сплава СизАи было установлено небольшое сжатие решетки. Оно приблизительно соответствует тому изменению плотности, которое наблюдается в Си An. т. е. при процессе упорядочения с изменением решетки.

Каждой форме решетки соответствуют известные составы, при которых процесс упорядочения проходит обычно без изменения решетки. Кубической пространственноцентрированной решетке соответствует состав AiBu кубической гранецентрированной - состав AzBi. Причину такого явления надо искать в том, что названные составы легко укладываются в симметрию соответствующей решетки.

Кубическая пространственноцентрированная решетка, как известно, может быть составлена ив двух простых кубических решеток. Если каждая из них обладает атомами иного вида, чем другая, то получается кубическая решетка типа хлористого цезия, которой обладают многие соединения (CsCl и ZnO). Соответственно с этим пространственноцентрированные твердые растворы с составами AiBi могут сохранять эту решетку и в упорядоченном состоянии, что фактически имеет место во всех изученных упорядоченных фазах этого рода: CuZn (р-латунь), AgZn3, РеСО4, FeAl5.

В плотноупакованной гексагональной решетке атомы также могут располагаться в соответствии с формулой AsBi без нарушения сим метрии решетки. В подтверждение можно указать на фазы CcUMg и CdMg3, которые при упорядочении атомов сохраняют гексагональную решетку своих компонентов.

Из этих исследований вытекает следующее важное правило для появления упорядоченных фаз с решеткой твердого раствора одинакового состава: решетка (обычно) сохраняется, если атомы соответственно составу сплава могут располагаться простейшим образом, не вызывая искажения симметрии решетки. Другими словами, расположение атомов; в упорядоченной решетке должно быть совершенно однородным в отношении всех равноценных элементов решетки, например в отношении всех граней (или ребер) куба.

До сих пор нам известен лишь один сплав, не подчиняющийся этому правилу, - фаза АизМп, решетка которой при процессе упорядочения искажается, превращаясь в тетрагональную.

С другой стороны, часто случается, что сплавы других составов упорядочиваются, сохраняя свою решетку. Но и тогда, судя по проведенным исследованиям, устанавливается расположение атомов, подчиняющееся соответствующей симметрии решетки, которая в этом случае естественно сложнее, чем простейшая, описанная выше, симметрия.

Такое построение можно конструировать для значительного числа химических формул. Фаза с кубической гранецентрированной решеткой и составом AiBi, а именно РЮи, была открыта Иогансоном и Линде. Упорядоченные твердые растворы с составами FeaSi и РезА! также сохраняют кубическую пространственноцентрированную решетку железного твердою раствора9; то же можно сказать о Р-фазе с составом CmAl. Это, однако, лишь исключения; в большинстве случаев сплавы этих составов образуют другие решетки, что будет показано в следующем разделе.