ОБЗОРЫ АКТУАЛЬНЫХ ПРОБЛЕМ

Анизотропия упругих свойств сильно нестехиометрических неупорядоченных кубических карбидов MC$_y$ (M = Ti, Zr, Hf, Nb, Ta) и монооксидов MO$_y$ (M = Ti, V, Nb)

С. И. Садовников, А. И. Гусев

Институт химии твердого тела УрО РАН, г. Екатеринбург

Аннотация: В последние годы достигнут значительный прогресс в изучении анизотропии упругих свойств неупорядоченных нестехиометрических кубических карбидов $M$C$_y$ ($M$ = Ti, Zr, Hf, Nb, Ta) и монооксидов MO$_y$ (M = Ti, V, Nb). Состав нестехиометрических кубических соединений $MX_y$ ($X$ = C, O) определяет их электронную структуру, механические (упругие) свойства и возможные области применения в современной технике. В настоящем обзоре обобщены последние достижения в полуэмпирической оценке упругих характеристик нестехиометрических кубических соединений. Впервые систематизированы основные результаты по зависимостям упругих констант c$_{ij}$ от состава неупорядоченных нестехиометрических кубических карбидов $M$C$_y$ ($M$ = Ti, Zr, Hf, Nb, Ta) и монооксидов $M$O$_y$ ($M$ = Ti, V, Nb). Рассмотрено влияние нестехиометрии на упругую анизотропию карбидов и монооксидов. Показано, что максимумы и минимумы пространственных трёхмерных распределений упругих модулей обсуждаемых нестехиометрических кубических соединений наблюдаются в эквивалентных направлениях [$\pm$100], [0$\pm$10], [00$\pm$1] или направлениях [$\pm$1 $\pm$1 $\pm$1] соответственно. Установлено, что среди рассмотренных нестехиометрических соединений наибольшей анизотропией упругих свойств обладает кубический монооксид титана TiO$_y$, который по соотношению модулей сдвига и всестороннего сжатия является пластичным материалом. Предложена эмпирическая связь между константами упругой жёсткости c$_{ij}$ нестехиометрических кубических карбидов $M$C$_y$ и их температурой плавления.

Ключевые слова: нестехиометрия, дефектность подрешётки неметаллов, анизотропия упругих свойств, температура плавления

PACS: 46.25.-y, 46.35.+z, 62.20.D-, 62.20.de

Поступила: 23 мая 2025 г.
Доработана: 9 июля 2025 г.
Одобрена в печать: 5 августа 2025 г.

DOI: 10.3367/UFNr.2025.08.039994

 Англоязычная версия: DOI: 10.3367/UFNe.2025.08.039994