On the binding in carbides

The two-correlations model for the binding in alloy phases is applied to carbides. The model considers a valence electron spatial correlation (namedb correlation) and a core electron spatial correlation (namedc correlation) and assumes that they are in good commensurability with the crystal cella and with one another; the types of the correlations together with the commensurability are named a binding. The well known concept of interstitial structures of carbides is extended by the assumption that the valence electrons of the C atoms and the peripheral d electrons of the transition metal atoms (T atoms) take part in thec correlation while the valence electrons of the T atoms form ab correlation which lies in good commensurability with thec correlation and contributes thus to the stability of a phase. This model explains the high melting temperature of TiC, it gives the sequence of structures for increasing C mole fraction in a mixture like WC _M (M=undetermined mole number) and it affords a simple interpretation of the martensite phenomenon. Only in B ⁿ atom carbides, like Al₄C₃ or SiC, the valence electrons of B ⁿ and of C appear to form ab correlation, so that the core electrons of the C and of the B ⁿ atoms form thec correlation. By these assumptions becomes clear why great atoms like Tl, Pb, Bi do not form interstitial compounds with C, or why in the SiC compound and in Al₄C₃(AlN) _M there are many homeotypic phases (polytypes). In three component carbides also, the occurrence of certain structural types is better understood by the analysis of the binding.

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Über die Bindungstypen in Carbiden

Zusammenfassung Das Zweikorrelationenmodell für die Bindung in Legierungsphasen wird auf Carbide angewandt. Das Modell betrachtet eine Ortskorrelation der Valenzelektronen (genanntb-Korrelation) und eine Ortskorrelation der peripheren Rumpfelektronen (genanntc-Korrelation) und nimmt an, daß diese in guter Kommensurabilität mit der Kristallzellea und miteinander stehen; die Typen der Korrelationen zusammen mit der Kommensurabilität zwischen ihnen kennzeichnen den Bindungstyp. Der bekannte Begriff der Einlagerungsstrukturen der Carbide wird erweitert durch die Annahme, daß die Valenzelektronen der C-Atome und die peripheren d-Elektronen der Übergangsmetallatome (T-Atome) an derc-Korrelation teilnehmen, während die Valenzelektronen der T-Atome eineb-Korrelation bilden, die in guter Kommensurabilität zurc-Korrelation steht und so zur Stabilität der Phase beiträgt. Das Modell erklärt die hohe Schmelztemperatur von TiC, es gibt die Abfolge der Strukturen für steigenden C-Molenbruch in einer Mischung wie WC _M (M=unbestimmte Molenzahl) und es liefert eine einfache Deutung des Martensit-Phänomens. Lediglich in B ⁿ -Carbiden wie Al₄C₃ oder SiC scheinen die Valenzelektronen der B ⁿ - und der C-Atome dieb-Korrelation zu bilden, so daß die Rumpfelektronen der C- und B ⁿ -Atome diec-Korrelation bilden. Durch diese Annahmen wird klar, warum große Atome wie Tl, Pb, Bi keine Einlagerungsverbindungen mit C bilden oder warum in der Verbindung SiC oder in Al₄C₃(AlN) _M viele homöotypische Phasen (Polytype) auftreten. Auch in dreikomponentigen Carbiden wird das Auftreten bestimmter Strukturtypen besser verständlich durch die Analyse des Bindungstyps.