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Fases A15

Celda unitaria de las fases A15 de Nb 3 Sn En metalurgia , las fases A15 (también conocidas como tipos de estructura β-W o Cr₃Si ) son series de compuestos intermetálicos con la...

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Celda unitaria de las fases A15 de Nb 3 Sn

En metalurgia , las fases A15 (también conocidas como tipos de estructura β-W o Cr₃Si ) son series de compuestos intermetálicos con la fórmula química A₃B (donde A es un metal de transición y B puede ser cualquier elemento ) y una estructura específica. La fase A15 también es uno de los miembros de la familia de fases de Frank-Kasper. [ 1 ] Muchos de estos compuestos tienen superconductividad alrededor de 20 K (−253 °C; −424 °F) , que es relativamente alta, y permanecen superconductores en campos magnéticos de decenas de teslas (cientos de kilogauss ). Este tipo de superconductividad ( superconductividad de tipo II ) es un área de estudio importante ya que tiene varias aplicaciones prácticas.   

Historia

La primera vez que se observó la estructura A15 fue en 1931, cuando se examinó una capa de tungsteno depositada electrolíticamente. [ 2 ] El debate sobre si la estructura del tungsteno β es un alótropo del tungsteno o la estructura de un subóxido de tungsteno fue prolongado, pero desde la década de 1950 ha habido muchas publicaciones que demuestran que el material es un verdadero alótropo del tungsteno. [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

El primer compuesto intermetálico descubierto con la composición típica A3B fue el siliciuro de cromo Cr3Si , descubierto en 1933. [ 9 ] En los años siguientes se descubrieron otros compuestos con estructura A15. No existía un gran interés en la investigación de estos compuestos. Esto cambió con el descubrimiento de que el siliciuro de vanadio V3Si mostraba superconductividad a unos 17 K en 1953. [ 10 ] En los años siguientes, se encontraron otros superconductores A3B . [ 11 ] El niobio-germanio mantuvo el récord de la temperatura más alta de 23,2 K desde 1973 hasta el descubrimiento de los superconductores de cuprato en 1986. Se necesitó tiempo para establecer el método de producción de cables a partir de los materiales de fase A15, que son muy frágiles. Este método sigue siendo complicado. Aunque algunos materiales de fase A15 pueden soportar una mayor intensidad de campo magnético y tienen temperaturas críticas más altas que las aleaciones de NbZr y NbTi , el NbTi todavía se utiliza para la mayoría de las aplicaciones debido a su fabricación más sencilla. [ 12 ] El Nb 3 Sn se utiliza para algunas aplicaciones de alto campo, por ejemplo, escáneres de resonancia magnética de alta gama y espectrómetros de RMN.

Una forma relajada del diagrama de Voronoi de la fase A15 parece tener la menor superficie entre todas las posibles particiones del espacio euclidiano tridimensional en regiones de igual volumen. Esta partición, también conocida como estructura de Weaire-Phelan , suele estar presente en los hidratos de clatrato .

Ejemplos

Véase también

Referencias

  1. ↑ Frank, FC; Kasper, JS (1959-07-10). "Estructuras de aleación complejas consideradas como empaquetamientos de esferas. II. Análisis y clasificación de estructuras representativas" . Acta Crystallographica . 12 (7): 483– 499. Bibcode : 1959AcCry..12..483F . doi : 10.1107/S0365110X59001499 . ISSN 0365-110X . 
  2. ^ Hartmann, Hellmuth; Ebert, Fritz; Bretschneider, Otto (1931). "Electrolysen in Phosphatschmelzen. I. Die elektrolytische Gewinnung von α- und β-Wolfram". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie . 198 : 116– 140. doi : 10.1002/zaac.19311980111 .
  3. ↑ Liu, Jiaxing; Barmak, Katayun (2016-02-01). "Fases topológicamente compactas: Mecanismo de deposición y formación de β-W metaestable en películas delgadas" . Acta Materialia . 104 : 223–227 . Bibcode : 2016AcMat.104..223L . doi : 10.1016/j.actamat.2015.11.049 . ISSN 1359-6454 . 
  4. ↑ Weerasekera, IA; Shah, S. Ismat; Baxter, David V.; Unruh, KM (1994-06-13). "Estructura y estabilidad de películas delgadas de tungsteno beta depositadas por pulverización catódica" . Applied Physics Letters . 64 (24): 3231– 3233. Bibcode : 1994ApPhL..64.3231W . doi : 10.1063/1.111318 . ISSN 0003-6951 . 
  5. ↑ O'Keefe, MJ; Grant, JT (1996-06-15). "Transformación de fase de películas delgadas de tungsteno depositadas por pulverización catódica con estructura A-15" . Journal of Applied Physics . 79 (12): 9134– 9141. Bibcode : 1996JAP....79.9134O . doi : 10.1063/1.362584 . ISSN 0021-8979 . 
  6. ↑ Kiss, AB (1998). "Estudio termoanalítico de la composición del β-tungsteno". Journal of Thermal Analysis and Calorimetry . 54 (3): 815– 824. doi : 10.1023/A:1010143904328 . S2CID 93714144 . 
  7. ↑ Petroff, P.; Sheng, TT; Sinha, AK; Rozgonyi, GA; Alexander, FB (junio de 1973). "Microestructura, crecimiento, resistividad y tensiones en películas delgadas de tungsteno depositadas por pulverización catódica de radiofrecuencia" . Journal of Applied Physics . 44 (6): 2545– 2554. Bibcode : 1973JAP....44.2545P . doi : 10.1063/1.1662611 . ISSN 0021-8979 . 
  8. ^ Manella, G.; Hougen, JO (agosto de 1956). ""β-Tungsteno" como producto de la reducción de óxidos" . The Journal of Physical Chemistry . 60 (8): 1148– 1149. doi : 10.1021/j150542a035 . ISSN 0022-3654 . 
  9. ↑ Boren, B. (1933). "Investigación por rayos X de aleaciones de silicio con cromo, manganeso, cobalto y níquel". Ark. Kern., Min. Geol . 11A (10): 2– 10.
  10. ↑ Hardy, George; Hulm, John (1953). "Siliciuros y germanuros superconductores". Physical Review . 89 (4): 884. Bibcode : 1953PhRv...89Q.884H . doi : 10.1103/PhysRev.89.884 .
  11. ↑ Izyumov, Yurii A; Kurmaev, ZZ (1974). "Propiedades físicas y estructura electrónica de compuestos superconductores con la estructura de tungsteno β". Soviet Physics Uspekhi . 17 (3): 356. Bibcode : 1974SvPhU..17..356I . doi : 10.1070/PU1974v017n03ABEH004136 .
  12. ↑ Sheahen, Thomas P (1994). Introducción a la superconductividad de alta temperatura . Springer. pág. 32. ISBN  978-0-306-44793-8.

Lecturas adicionales

  • Graef, Marc De; McHenry, Michael E (2007). Estructura de los materiales: una introducción a la cristalografía, la difracción y la simetría . Cambridge University Press. pp. 518–521 . ISBN  978-0-521-65151-6.
  • Sauthoff, G (1995). Intermetálicos . Wiley. págs. 95–97 . ISBN  978-3-527-29320-9.
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