بين الفلزات

المركب بين الفلزي هو نوع من السبائك المعدنية التي تُشكّل مركباً صلباً ذا بنية بلورية بين عنصرين معدنيين أو أكثر. ويُمكن تسميته أيضاً بالمركب بين الفلزي ، أو السبيكة بين الفلزية ، أو السبيكة بين الفلزية المرتبة ، أو السبيكة ذات الترتيب طويل المدى . تتميز المركبات بين الفلزية عموماً بصلابتها وهشاشتها، مع خصائص ميكانيكية جيدة عند درجات الحرارة العالية. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} ويمكن تصنيفها إلى مركبات متكافئة العناصر وغير متكافئة العناصر . يحتوي المركب بين الفلزي المتكافئ العناصر على نسبة عددية محددة بين العناصر المعدنية. ^{[ 1 ]}

لطالما شاع استخدام مصطلح "المركبات بين الفلزية" لوصف الأطوار الصلبة. ومع ذلك، جادل هيوم-روثري بأنه مضلل، إذ يوحي بنسبة قياس كيميائي ثابتة وتفكك واضح إلى أنواع كيميائية . ^{[ 4 ]}

أدت التطورات الحديثة في كيمياء البلورات بين الفلزية إلى اكتشاف فئة جديدة من المركبات الثلاثية بين الفلزية تُعرف باسم أطوار ZIP. تُظهر هذه المواد ما يُسمى بالترتيب الذري الثنائي، حيث تُظهر الشبكات الذرية الفرعية المختلفة آليات ترتيب متميزة ضمن إطار بلوري واحد. يمكن لأطوار ZIP أن تتبلور في كلٍ من الأشكال المكعبة ذات المراكز الوجهية والسداسية، مما يُوسع التنوع البنيوي المعروف للأنظمة المعقدة بين الفلزية. ^{[ 5 ]}

تتميز المركبات بين الفلزية عمومًا بهشاشتها عند درجة حرارة الغرفة وارتفاع درجة انصهارها ، مع أن العديد منها يُظهر أيضًا موصلية معدنية أو سلوكًا شبه موصل اعتمادًا على درجة الترابط التساهمي. وتُعد أنماط الكسر الانشطاري أو بين الحبيبي من الأنماط الشائعة في هذه المركبات نظرًا لمحدودية أنظمة الانزلاق المستقلة اللازمة للتشوه اللدن. ومع ذلك، تتميز بعض المركبات بين الفلزية بأنماط كسر مطيلة، مثل Nb–15Al–40Ti. ويمكن لبعضها الآخر أن يُظهر مطيلية محسّنة عن طريق السبائك مع عناصر أخرى لزيادة تماسك حدود الحبيبات. كما أن إضافة مواد أخرى، مثل البورون، لتحسين تماسك حدود الحبيبات يُمكن أن يُحسّن المطيلية. ^{[ 10 ]} وقد تُوفر هذه المركبات حلًا وسطًا بين الخصائص الخزفية والمعدنية عندما تكون الصلابة و / أو مقاومة درجات الحرارة العالية مهمة بما يكفي للتضحية ببعض المتانة وسهولة التصنيع. ويمكنها أن تُظهر خصائص مغناطيسية وكيميائية مرغوبة، نظرًا لترتيبها الداخلي القوي وروابطها المختلطة ( المعدنية والتساهمية / الأيونية )، على التوالي. وقد أدت المركبات بين الفلزية إلى ظهور العديد من المواد الجديدة.

تشمل الأمثلة مادة الألنيكو ومواد تخزين الهيدروجين في بطاريات هيدريد معدن النيكل . _{وقد حظي مركب Ni3Al} ، وهو الطور المُقسِّي في سبائك النيكل الفائقة المعروفة ، ومختلف ألومينيدات التيتانيوم باهتمام كبير في تطبيقات شفرات التوربينات ، بينما يُستخدم الأخير أيضًا بكميات صغيرة لتحسين بنية حبيبات سبائك التيتانيوم . أما السيليسيدات ، وهي مركبات بين فلزية تحتوي على السيليكون، فتُستخدم كطبقات عازلة وطبقات تلامس في الإلكترونيات الدقيقة . ^{[ 11 ]} ومن الأمثلة الأخرى:

• المواد المغناطيسية مثل: ألنكو ، سيندست ، بيرميندور، فيكو، تيرفينول-د
• الموصلات الفائقة، على سبيل المثال، أطوار A15 ، والنيوبيوم والقصدير
• تخزين الهيدروجين، على سبيل المثال، مركبات AB _{5 (} بطاريات هيدريد النيكل المعدني )
• سبائك ذات ذاكرة الشكل ، على سبيل المثال Cu-Al-Ni (سبائك Cu ₃ Al والنيكل)، الننتول (NiTi)
• مواد الطلاء، على سبيل المثال، NiAl
• مواد هيكلية عالية الحرارة ، على سبيل المثال، ألومينيد النيكل ، _Ni3Al
• حشوات الأسنان الملغمية ، وهي عبارة عن سبائك من المركبات المعدنية البينية _Ag3Sn و _Cu3Sn
• طبقة التلامس / الحاجز للبوابة في الإلكترونيات الدقيقة ، على سبيل المثال، TiSi ₂ ^{[ 12 ] : 692}
• مراحل الغسل (AB ₂ )، على سبيل المثال، MgCu ₂ ، MgZn ₂ وMgNi ₂ .

قد يتسبب التكوين غير المقصود للمركبات بين الفلزية في مشاكل. فعلى سبيل المثال، قد تكون المركبات بين الفلزية للذهب والألومنيوم سببًا رئيسيًا لفشل وصلات الأسلاك في أشباه الموصلات وغيرها من الأجهزة الإلكترونية الدقيقة . وتُعدّ إدارة هذه المركبات بين الفلزية مسألة بالغة الأهمية لضمان موثوقية وصلات اللحام بين المكونات الإلكترونية.

تتشكل الجسيمات بين الفلزية غالبًا أثناء تصلب السبائك المعدنية، ويمكن استخدامها كآلية لتقوية التشتت . ^{[ 1 ]}

_تتميز المركبات المعدنية البينية المتكونة من القصدير بصلابتها وهشاشتها. ومن أهم هذه المركبات في الإلكترونيات: Ag₃Sn و Cu₃Sn و Cu₆Sn₅ . ومع _نمو هذه الجسيمات _، فإنها تُضعف سلامة وصلة اللحام المصنوعة باستخدام لحام خالٍ من الرصاص. ^{[ 13 ]} ويمكن لبعض الإضافات أن تُقلل من حجم حبيبات هذه المركبات وتُشتتها، مما يجعلها عناصر مُقوّية _. ^{[ 14 ]}

من أمثلة المركبات بين الفلزية عبر التاريخ ما يلي:

• النحاس الأصفر الروماني ، CuZn
• برونز صيني عالي القصدير ، Cu ₃₁ Sn ₈
• نوع المعدن ، SbSn
• النحاس الأبيض الصيني ، CuNi ^{[ 15 ]}

يُوصَف المعدن الألماني بأنه ينكسر كالزجاج دون أن ينثني، وهو ألين من النحاس، لكنه أكثر قابلية للانصهار من الرصاص. ^{[ 16 ] : 454.} لا تتطابق الصيغة الكيميائية مع الصيغة المذكورة أعلاه؛ ومع ذلك، تتطابق الخصائص مع مركب بين فلزي أو سبيكة منه.

• سبائك معدنية معقدة
• تأثير كيركيندال
• فولاذ الماراجينج
• علم المعادن
• محلول صلب
• تسمية التقرير الهيكلي
• النظام والفوضى

• ساوتهوف، جيرهارد [بالألمانية] (1995). المركبات بين الفلزية . وايلي-في سي إتش. الصفحات 1-165 . ISBN  978-3-527-29320-9.
• ساوتهوف، جيرهارد [بالألمانية] (2006). "المركبات بين الفلزية". موسوعة أولمان للكيمياء الصناعية . وايلي إنترساينس. ص 393-423 . doi : 10.1002/14356007.e14_e01.pub2 . ISBN  978-3-527-30385-4.

• مجلة علمية متخصصة في المركبات المعدنية البينية
• "تكوين ونمو المركبات بين الفلزية" . مؤرشف من الأصل في 18 ديسمبر 2005.
• مشروع "إمبرس للمركبات البينية المعدنية" . www.spaceflight.esa.int . مؤرشف من الأصل بتاريخ 29 مارس 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 ديسمبر 2024 .
• فيديو لمركب AB ₅ بين فلزي أثناء تصلبه/تجمده . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10 ديسمبر 2015.