第03章合相结构

1、2.3 合金相的结构基本概念:合金、组元、合金系、 合金相（相）、组织合金相分类 固溶体 中间相固溶体与中间相的区别22.3.1 固溶体v一、固溶体的基本特征（点阵、成分(固溶度)、性质）v二、固溶体的类型 固溶体以金属间化合物为基的次级固溶体以纯金属为基的固溶体端际固溶体初极固溶体按基体类型有限固溶体间隙固溶体有序固溶体无序固溶体按原子排列的程序性分有限固溶体无限固溶体按固溶度分置换式固溶体按溶质原子所占位置固溶体:三、影响置换固溶体固溶度的因素1原子尺寸因素：溶质与溶剂原子半径的相对差小于1415%，才可能形成溶解度较大甚至无限溶解的固溶体。与溶质原子进入所引起的点阵畸变有关。2化学亲和力

2、（电负性因素）电负性；原子吸引电子形成负离子的倾向，以电负性因素来衡量化学亲和力。3电子浓度因素（原子价因素）100)100(/uxxvae四、固溶体的微观不均匀性1无序分布 2偏聚状态 3有序 2aabbabeee2aabbabeee2aabbabeee五、固溶体的性质1固溶强化：固溶体的强度总是比组成它的纯组元 高,随溶质原子浓度增加，强度也增加。2改变物理、化学性质3改变点阵常数2.3.2 金属化合物（中间相）金属化合物（metallic compounds）金属间化合物（intermetallic compounds）中间相（intermediate phase）金属化合物（中间相）的

3、分类 正常价化合物 电子化合物 原子尺寸因素化合物 超结构（有序固溶体）一、正常价化合物：由两种电负性差值较大的元素按通常的化学价规律形成的化合物，其稳定性与两组元的电负性差值大小有关，电负性差值越大，稳定性越高，愈接近离子键合，反之趋向于金属键合。正常价化合物包括从离子键、共价键过渡到金属键为主的一系列化合物，通常具有较高的强度和脆性，固溶度范围极小，在相图上为一条垂直线。 形成规律：所有金属倾向于与4a、5a、6a； 金属正电性、a族元素负电性越强， 倾向性越大，形成化合物越稳定。 表示方式：ab、a2b、ab2、a3b2二、电子化合物（hume-rothery相）特点：电子浓度是决定相结

4、构的主要因素； 在相图上占有较宽成分范围； 结合性质为金属键，体现金属特征。 典型结构：三种 常见的电子化合物：表2-10二、电子化合物（hume-rothery相）三、原子尺寸因素化合物 当两种元素形成金属化合物的类型与它们之间的原子半径有关时，便形成原子尺寸因素化合物。1间隙相在过渡族金属与h、b、c、n等原子半径甚小的非金属元素之间形成。 简单填隙相 x/m0.59 晶体结构很复杂 在碳钢和合金钢中复杂填隙相的结构主要有m3c、m23c6 m7c3和m6c三相类型。例：fe3c、mn3c、cr7c3、cr23c6、fe3w3c、fe4w2c2拓扑密排相（tcp相） 如果用大小不同的两种原

5、子进行最紧密堆垛，通过合理搭配，就有可能获得全部或主要由四面体堆满整个空间，达到空间利用率和配位数都更高的密堆结构，但这些四面体不一定都是等棱四面体，这种密排结构称“拓扑密堆结构”，配位数可达12、14、15、16。 典型的tcp相有： 相，laves相，x相和相。laves相 大部分金属间化合物属于这种结构； 形成条件：原子尺寸因素、电子浓度； 分子式：ab2； 典型结构：三种。 2.3.3 金属化合物的性质和应用1).具有超导性质的金属化合物，如nb3ge，nb3al，nh3sn，v3si，nbn等；2).具有特殊电学性质的金属化合物，如inte-pbse，gaas-znse等在半导体材料

6、用；3).具有强磁性的金属化合物，如稀土元素（ce，la，sm，pr，y等）和co的化合物，具有特别优异的永磁性能；4)高硬度的碳化物、氮化物、硼化物；5).具有奇特吸释氢本领的金属化合物（常称为贮氢材料），如 lani5，feti，r2mg17和r2ni2mg15。(r等仅代表稀土 la，ce，pr，nd或混合稀土）是一种很有前途的储能和换能材料；6).具有耐热特性的金属化合物，如ni3al，nial，tial，ti3al，feal，fe3al，mosi2，nbbe12。zrbe12等不仅具有很好的高温强度，并且，在高温下具有比较好的塑性；7).耐蚀的金属化合物，如某些金属的碳化物，硼化物、氨化物和氧化物等在侵蚀介质中仍很耐蚀，若通过表面涂覆方法，可大大提高被涂覆件的耐蚀性能；8).具有形状记忆效应、超弹性和消震性的金属化合物，如 tini，cuzn，cusi，mncu，cu3al等已在工业上得到应用。四、超结构（有序固溶体）1） 在fcc固溶体中形成超结构1cu3aui型(cu3pt,cu3pd)2cuaui型3cuauii型4cupt型2）在体心立方中形成超结构1cuzn