2固體中得相結構3.31.ppt

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1、第二章固體中的相結構合金：兩種或兩種以上的金屬，或金屬與非金屬經(jīng)一定方法合成的具有金屬特性的物質。組元：組成合金最基本的獨立的物質。（如一元、二元、三元合金〕，可以是元素，也可以是化合物。合金系：給定合金以不同的比例而合成的一系列不同成分合金的總稱。如Fe-C，F(xiàn)e-Cr等。1“相”——是指在任一給定的物質系統(tǒng)中，具有同一化學成分、同一原子聚集狀態(tài)和性質的均勻連續(xù)組成部分。當由金屬和其他一種或多種元素通過化學鍵合而形成合金材料時，一定成分的合金可以由若干不同的相組成。雖然固體中有各種不同的相，但從結構上可將其分為固溶體、化合物、陶瓷晶體相、玻璃相及分子相等五類。合金

2、的組織2第一節(jié)固溶體固溶體：固態(tài)下一種組元（溶質）溶解在另一種組元（溶劑）中而形成的新相。特點：固溶體具有溶劑組元的點陣類型。晶格與固溶體相同的組元稱為溶劑，其他組元稱為溶質。3⑶按溶質原子在固溶體內(nèi)分布是否有規(guī)則，固溶體分為有序固溶體和無序固溶體。⑵按溶質原子在固體中的溶解度，固溶體可分為有限固溶體和無限固溶體兩種固溶體分類：⑴按溶質原子在溶劑晶格中的位置，固溶體可分為置換固溶體與間隙固溶體兩種。4一、置換固溶體置換固溶體：溶質原子位于晶格點陣位置的固溶體。固溶度：固溶體中溶質原子在固溶體中的濃度。51.影響固溶度的Hume-Rothery經(jīng)驗規(guī)律1）如果形成合金

3、的元素其原子半徑之差對溶劑原子半徑的比（取絕對值）超過14%～15%，則固溶度（摩爾分數(shù)）極為有限；2）溶劑和溶質的電化學性質相近；3）兩個給定元素的相互固溶度（摩爾分數(shù)）是與它們各自的原子價有關；62.影響置換固溶體溶解度的因素1)原子尺寸因素原子尺寸差越小，越易形成置換固溶體，且溶解度越大。原因：兩組元的原子尺寸差別愈大，畸變能的增加也愈大。在畸變能增加到一定程度后，晶體就變得不穩(wěn)定?！鱮=(rA-rB)/rA當△r<15%時，有利于大量互溶72)晶體結構因素形成無限固溶體的必要條件：溶質與溶劑的晶體結構類型相同。只有滿足這個條件，溶質原子才有可能連續(xù)不斷地置換

4、固溶晶格中的原子，而仍能保持固溶體原來的晶格類型。溶劑晶格間隙的形狀大小不同，溶解度不同。一般情況下面心立方中的溶解度大于體心立方中的溶解度。83）電負性因素負電性(電負性)：從其他原子奪取電子而變?yōu)樨撾x子的能力。電負性差不大時：隨著電負性差值的增加，越易形成固溶體，溶解度越大。溶質原子與溶劑原子的負電性相差很大，即兩者之間化學親和力很大，則它們往往容易形成比較穩(wěn)定的化合物。（不再是固溶體）94）電子濃度因素電子濃度：兩個組元的價電子總數(shù)（e）和兩組元的原子總數(shù)（a）之比10二、間隙固溶體間隙固熔體是由那些原子半徑小于0.1nm的非金屬元素，如氫（0.046nm）、

5、氮（0.071nm）、碳（0.077nm）、硼（0.097nm）及氧（0.060nm）熔入到熔劑金屬晶體點陣的間隙中所形成的固熔體。特點：溶解度一般都很小，只形成有限固溶體11三、有序固溶體1.原子微觀分布特征近年來的研究表明，所謂無序固熔體只是宏觀上的一種近似說法。從微觀尺度看，它們并不均勻，可能出現(xiàn)偏聚、部分有序和完全有序。同類原子間的結合能大于異類原子間的結合能時，呈現(xiàn)偏聚。同類原子間的結合能小于異類原子間的結合能時，形成有序分布。12完全無序偏聚長程有序132有序固溶體及固溶體的有序化1)有序固溶體的特征特點：有序固熔體有確定的化學成分，可以用化學式表示。若

6、原子達到一定的原子分數(shù)時，則會呈完全有序分布，即形成有序固熔體14當有序固溶體加熱至某一臨界溫度時，將轉變?yōu)闊o序固溶體；而在緩慢冷卻至這一溫度時，又可轉變?yōu)橛行蚬倘荏w。這一轉變過程稱為有序化，臨界轉變溫度稱為有序化溫度。15四、固溶體的性質1.點陣常數(shù)改變2.產(chǎn)生強化（1）固溶強化固溶強化的解釋：由于溶質原子的溶入導致晶格畸變。從而造成強化。熔質和熔劑原子尺寸相差越大或固熔度越小，固熔強化越顯著。（2）有序強化：對于某些具有無序-有序轉變的固熔體而言，有序狀態(tài)的強度高于無序狀態(tài)。16第二節(jié)金屬間化合物合金組元相互作用形成的晶格類型和特性完全不同于任一組元的新相即為金

7、屬化合物——中間相。其性能特點是熔點一般較高，硬度高，脆性大。金屬化合物是許多合金的重要組成相（常作為強化相）。17一、正常價化合物正常價化合物就是符合原子價規(guī)則的化合物。組元間電負性相差較大，且形成的化合物嚴格遵守化合價規(guī)律，此類化合物稱為正常價化合物。例如：Mg2Si、Cu2Se、ZnS、AlP等。18正常價化合物具有比較簡單、不同于其組成元素的晶體結構。其分子式一般有AB，A2B（AB2）兩種類型。性能：熔點、硬度及脆性均較高19AB型：NaCl結構，雙面心立方穿插而成。ZnS（閃鋅礦）每個原子具有4個相鄰的異類原子，是由兩種原子各自的面心立方點陣穿插而成