AgGa体系中相结构测定精

《AgGa体系中相结构测定精》由会员分享，可在线阅读，更多相关《AgGa体系中相结构测定精（9页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、相淬火保持下来【4J,因而如何得到合适的实验样品定出相的空间群和原子占Ag Ga体系中 相结构测定张毅，刘泉林，李静波，梁敬魁，骆军，刘福生，肖荫果，饶光辉中国科学院物理研究所，北京，1 0 0 0 8 0摘要：用X射线粉末衍射的方法研究了AgGa体系中高温无序的相。相属六方晶系，空间群为P63/mmc，点阵常数a = 2.8817A,c = 4.6 9 5 5 A，每个单胞含2个原子，占据2 c等效点。关键词：Ag Ga体系，相，晶体结构，X射线粉末衍射0前言自1 9 3 6年Weibke【1发表第一篇Ag Ga相图以来，其后许多 研究者陆”对该体系进行了深入的研究。M.R.Earcn唧根据

2、这些研究成果评估了AgGa相图并被收录在BinaryAlloy中。但是该体系并不完善，尤其是富Oa部分。19 9 1年，瑞士的RFes chotteetPhaseDiagram)PBass10j 对富 Ga部 分进行了研究，得到一个CsCl结构的新化合物AgGa，并重新构筑了 Ag Ga相图。其后，H .Okamoto u根据该研究成果，重新评估了A g.Ga相图。研究表明”。，3 0at.%Ga存在化合物，当温度在4 3 5 HC以 下时是与AgZn同结构的低温有序相7,而当温度在4 3 56 12C时就转变为高温无序的相。由于e 是无扩散相变，用常规的淬火方法不能将Gaat.26.5%的高

3、温无序 位就成为一个难题A.E.Gunn s12】用高温x射线在4 5 0 HC研 究了2 0.1at.%Ga的合金为Ag和 两相共存，并给出 相属于六方晶系, 其空间群是 P63/mmc,a = 2.8805A,c = 4.6963A，但是却 没有给出原子占位。因此，确定 相的空间群和原子占位仍需要研究。本文利用X 射线粉末衍射确定了 相的晶体结构。袅1DiffractometerRadiationtypeAg和 相x射钱粉末衍射实验条件1珈lip sPW3040160CuKoJWave1enth(L)MonochrometerSourceto1.54056Ge(111)2402 4 0Co

4、ntilnuous8 8 033.00 148,00samp1edistance(ram)toDetectorsamp1edistance(ram)ScanmodeScantime(rain)Profi1erange(20。)Numberofobservations(N) 137641 .实验方法用纯度为9 9 .9 5 %的Ag和9 9 .9 9 %Ga，氯气氛保护下在非自耗电 弧炉中熔炼了Ga含量为20at.%,25at.%和2 8at.%的三个合金。为确保所得台金化 学成分均匀，每个合金样品反复熔炼4次，并每次都使合金翻个。熔炼前后样品烧 损率小于O .6%，因而没有进行化学分析，而是直

5、接应用合第十二届全国相图学术会议论文集金初始配比成分。将熔炼好的合金样品分别封在抽空的石英管中，在5 0 0。C的温度下进行保温1个月的均匀化退火处理。取出样品将表面的氧化皮去掉，用 锂刀将样品锂成粉末，再用强磁铁将锂屑中的杂质去除。为消除冷加工所产生的应 力，将锂屑封在抽空的石英管中5 0 0 oC的温度下保温2周，而后迅速淬入水 中，其中一部分2 0at.%Ga的粉末随炉缓冷至室温XRD实验的数据是用 PhilipsPW 3040160型高分辨率衍射仪收集的Gc(1 11)单 色器，辐射为ch置口J特征谱线。实验的具体条件列于表1中。数据先以连续的 方式收集，然后转换为步长2 0 0.0

6、0 8 3 5 6。的步进扫描数据。一s|3舢 l I誉2 -图12 0at .惦a 5 0 0 (2淬火棒晶X射线粉末衍射圈谱2 .结果与讨论x射线粉末衍射的结果表明，0aat.%含量为25，28的样品5 0 0C 淬火均得到的是低温相。对于20at.%Ga500C淬火的样品，x射线粉末衍射图谱如 图l所示。很显然，除Ag外，还另有一相。它不同于同成分下缓冷合金的有序楣 经TREOR9 0I1”程序指标化(其品质因子M21 = 106,F21 =36 (0.022585,26)，它属六角晶系，点阵常数a = 2.8 8 0 8(2)A,c = 4.6932 (4)A，单胞体积 v = 33.

7、72A3。结果见表 2。从表2可见，对于(hkl )衍射，如果h k = 3n,只出现1 = 2n的衍射线；对于(hhl )，只出现t = 2n的衍射线。根据 这一消光规律，这一高温相(把它称为 相)的可能空间群为P61mc，P62 c和 P6 3/ mmc。低温有序相，的空间群为P62mm14，点阵常数a= 7.7 6 7 7A，c = 2.8778A，V=150.38A3，每单胞含9个原子。 相的单胞体积为 相的4.46倍，因此可以认为 相每 单胞所含的原子数为2。在可能的3个空间群中，在特殊的Wyeko ff位置的 最少阵点数为2,因而 相中Ag与Ga必须是无序的。对三种空间群，等效点数

8、为2的wycko嚣位置的原子坐标基本是相同的。 其差异仅仅在于没有对称中心的空间群P6，mc和P62c，原子位置z值是变量。丽对于有 对称中心的空间群P63Immc，z值固定，没有原子参数。由于相的轴比么= 1.6 2 9，接近六角密堆积轴比张毅等：Ag Ga体系中 相结构测定形= 1.6 3 3。因此， 相晟可能的空间群为六角密堆积的P63Imm cAg和Ga原子无序占据zc等效点(；，；，书和(詈，；，三)。表2t相TREOR9 0指标化结果HKL200bs(o)20oslc(o)HKL200bo(o)2e: alo(o)10035.9735.9710493.0393.0200238.34

9、38.33203104.36104.3510 14 0.5 4 0.9.9.1 0 2 5 3.5 3.2.2.1 10 6 4.6 4.5.5.10 3 72.2.2 00 76.6.3.3.1 128.8.9.9.5.5.2.8 2.0 145.08.8 8.口 =6 = 2804(2)A,c = 4,3 2(4)Aoa=f1=90。，y=120。；单胞体积V= 3 3.7 2 A3,M2t = 106,F21=36 (0.022585,26)相的初始结构模型，用fu1以砌葫，P6,/mmc空间群分别为Ag和1 prof 151程序以Rietve1d方法对衍射数据进行精修。最后收敛至Rp=

10、10.4%,Rwp=13.3%,Rexp4.71%。说明所确定的相的晶体结构是正确的。立方Ag的点阵常数a = 4.0 7 5 3 A,六方 相的点阵常数a = 2.8817A,c = 4.6955A3结论本文用电弧炉熔炼、500*(2淬冷的方法制备了Gaat,%含量为20 t25和28的三个合金。X射线衍射结果表明2 5at.%Ga和28at.%Ga的淬冷样品中均得到 的是 低温相，在2 0at.%Ga的样品中得到了Ag和高温相，这和H.W.KingandT.B.Massalski41 的结果基本一致。x 射线粉末衍射法结构分析表明 相属六方晶系，空间群为P6 3/ mmc,Ag和 Ga原子

11、无序占据2 c等效点，每个单胞含2个原子，点阵常数a2.881 7A,c4，6 9 5 5A。参考文献1.EWeibke，KMeiselu.L.Wiegels，Zei tschriftfuranorganiseheundallgemeine Chemie，226，1936，201_2082 1W.Hume rotheryandK.wAndrews，J.I nsLMet.，68，1942，1331433W.Hume rotheryandK wAndrewsZ.M etallkd.，50，1959? 6 6 16 6 241.H.W.KingandT.B.Massalski，Philo s.Mag

12、 61961，661 6 8 2f5WDHoff，R.EStrattonand、；V.J.Kit chtngman，Philos，Mag.，10，1964，979o9876R.EStrattonandw.J.Kitchingman，A ctaCrystallogr.A，17，1964，1471第十二届全国相图学术会议论文集f7B.PredeJandD,W.Steia,Metallurgi ca,20,1972,6816928S.KHalderandS.ESenGupta,ActaCry stailogr.A,30,1974,844 8 4 59MRBaren,BulletinofAlloyPh

13、aseDiagrams,11 (4),1990,334339101.EFeschoReetEBass,J.Less Commo nMet,171,1991,15716211 HOkamotoJ.PbaseEquilibria,13(3)。1992,324? 32512 .A.E.Gunnes,0.BKarlsen,A.Olse n,P.T.Zagierski,J.AlloyComps.,297,20 0 0,1 4 4 1 5 513 1.E.E.Wemer,LErikssonandM.Westd ahl,J.ApplCrystallogr.,9,1976,216and l 8,1 9 8 5

14、,3 6 714 .AEGunnms,A.Olsen,ET.Zagierski, B.Klewe,O.BKarlsen,AAsen,Z.Kristal logr.,213,1998,639 6 4 415 J.Rodriguez Carvajal,FULLPROF2 000,versionJuly2001,July2001,LLB,Fr anceTheStructureofthe PhaseintheSilverGalliumSystemYZhang,Q.L.Liu,J.B.Li,J.K.Liang,Luo,F.S.Liu,Y.GXiao,GH.RaolnsfimteofPhysics,Chi

15、neseAcademyofSciences,P.O.Box603,Belyin9100080,ChinaAbstrac ghtempera eeninvest 3/删 c.Thel A,c = 4.695 andsilver pythe2cpoKeyword lstructurtThecrysta ture phase igated.The atticcpara 5A.Ithas2a andgallium sitions.:Ag Gasys e;Xraypowlstructur inAg Gas spacegrou metersare tomsineac atomsrandtem; phas

16、derdifhaeofthehi ystemhasb pofisP6a=2.8817 hunitceU omlyoccue;Crystaletion130Ag-Ga体系中Z相结构测定作者：作者单位：张毅，刘泉林，李静波，梁敬魁，骆军，刘福生，肖荫果，饶 光辉中国科学院物理研究所（北京本文读者也读过（10条1.骆军梁敬魁刘泉林刘福生张毅陈景然杨林涛饶光辉SmCov,6.8-xFev,xHfv,0.2化合物的晶体结构和磁性会议论文卜20042. 刘泉林.饶光辉.梁敬魁Gdv,3Fev,29-xMv,x(M=Ta,W化合物的合成及晶 体结构会议论文卜20033. 冯振杰.董成.郭娟.曾富.杨立红.宋

17、会花遗传算法在X射线粉末衍射全谱拟 合中的应用会议论文卜20064. LI Qiang. LI Dianzhong. QIAN Bainian Modeling of Microstructure Evolution during Directio nal Solidification Process期刊论文卜武汉理工大学学报(材料科学 版)英 2005,20(25. 常国威.王自东.袁军平 不锈钢连续定向凝固的试验研究期刊论文卜铸造2000,49 (36. CHEN Rui-ru n. DING Hon g-she ng. GUO Ji ng-jie. BI Wei-she ng. FU H

18、en g-zhi Con ti nu ous and directi onal solidificati on tech no logy of tita nium alloys with cold crucible期刊论文卜中国有色金属学会会刊(英文版)2006,16(z27. 梁敬魁.陈小龙.刘泉林 粉末法测定未知晶体结构会议论文卜19988. 汪冰峰.刘煜定向凝固固液界面温度场的探讨期刊论文卜湖南工程学院学报 (自然科学版2003,13(29. 刘广林.曹军.丁雨田.圭寸存利.姚桢.邱宏卫.介明山.Liu Gua ngli n. Cao Jun. Ding Yutian. Feng Cun

19、li. Yao Zhen. Qiu Hongwei. Jie Mingshan 连续定向凝固 Be-Ag- Cu合金的组织和性能期刊论文卜特种铸造及有色合金2007,27(610. ZHANG Che ng-ju n. FU He ng-zhi. XU Da-mi ng. GUO Ji ng-jie. BI Wei-she ng. SU Yan-qing Feasibility of integrated seed making and directional solidification of TiAl alloy using cold crucible期刊论文卜中国有色金属学会会刊(英文版) 2009,19(2本文链接：http:/d.g.wa nfan .c n/Conferen ce_5620040.aspx