学习教学教案第02章固体中的相结构.ppt

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1、第二章固体中的相结构4h为何工业上很少使用纯金属,而多使用合金?1合金与相1合金（1）合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属经一定方法合成的具有金属特性的物质。（2）组元：组成合金最基本的独立的物质。（如一元、二元、三元合金〕，可以是元素，也可以是化合物。（3）合金系：给定元素以不同的比例而合成的一系列不同成分合金的总称。如Fe-C，Fe-Cr等。第二章2合金与相2相（1）相：材料中结构相同、成分和性能均一的组成部分。（如单相、两相、多相合金。）第二章©2003Brooks/Cole,adivi

2、sionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning™isatrademarkusedhereinunderlicense.3合金与相2相（2）相的分类固溶体：晶体结构与其某一组元相同的相。溶剂-溶质。中间相（金属化合物）：组成原子有固定比例，其结构与组成组元均不相同的相。第二章4第一节固溶体按溶质原子位置不同，可分为置换固溶体和间隙固溶体。第二章第一节固溶体5第一节固溶体按固溶度不同，可分为有限固溶体和无限固溶体。按溶质原子分布不同，可分为无序固溶体和有序固溶体。第二

3、章第一节固溶体©2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning™isatrademarkusedhereinunderlicense.6第一节固溶体1置换固溶体（1）置换固溶体：溶质原子位于晶格点阵位置的固溶体。（2）影响置换固溶体溶解度的因素a原子尺寸因素原子尺寸差越小,越易形成置换固溶体,且溶解度越大。△r=(rA-rB)/rA当△r<15%时，有利于大量互溶。第二章第一节固溶体7第一节固溶体b晶体结构因素结构相同，溶

4、解度大，有可能形成无限固溶体。c电负性因素电负性差越小，越易形成固溶体，溶解度越大。d电子浓度因素电子浓度e/a越大，溶解度越小。e/a有一极限值，与溶剂晶体结构有关。一价面心立方金属为1.36，一价体心立方金属为1.48。（上述四个因素并非相互独立，其统一的理论是金属与合金的电子理论。）第二章第一节固溶体8第一节固溶体2间隙固溶体（1）组成：原子半径较小（小于0.1nm)的非金属元素，溶入金属晶体点阵的间隙位置。（2）影响因素：原子半径和溶剂结构。（3）溶解度：一般都很小，只能形成有限固溶体。第二

5、章第一节固溶体9第一节固溶体3固溶体的结构（1）晶格畸变。（2）偏聚与有序：取决于同类原子和异类原子间结合力的相对大小。完全无序、偏聚、部分有序、完全有序。第二章第一节固溶体10第一节固溶体4固溶体的性质(1）点阵常数改变（2）产生固溶强化现象：固溶体的强度和硬度高于纯组元，塑性则较低。概念：固溶强化－－由于溶质原子的溶入而引起的强化效应。间隙固溶体的强化效果高于置换固溶体。如产生间隙原子“气团”或有序强化。（3）物理、化学性能改变第二章第一节固溶体11第二节金属间化合物中间相是由金属与金属，或金属

6、与类金属元素之间形成的化合物，也称为金属间化合物。包括：正常价化合物、电子化合物（电子相）、间隙化合物。第二章第二节中间相12第二节金属间化合物1正常价化合物（1）形成：电负性差起主要作用，符合原子价规则。（2）键型：随电负性差的减小，分别形成离子键、共价键、金属键。（3）组成：AB或AB2。如MgS,Mg2Sn.2电子化合物（电子相）（1）形成：电子浓度起主要作用，不符合原子价规则。（2）键型：金属键（金属－金属）。（3）组成：电子浓度对应晶体结构，可用化学式表示，可形成以化合物为基的固熔体。第二

7、章第二节中间相13第二节金属间化合物3间隙化合物（1）形成：尺寸因素起主要作用。（2）结构简单间隙化合物（间隙相）：金属原子呈现新结构，非金属原子位于其间隙，结构简单。如面心立方VC。RX/RM<0.59.复杂间隙化合物：主要是铁、钴、铬、锰的化合物，结构复杂。如Fe3C。RX/RM>0.59，须要求(RM-RX)/RM<30%。（3）组成：可用化学式表示，可形成固熔体，复杂间隙化合物的金属原子常可被另一种金属原子置换。（4）键型：共价键和金属键。第二章第二节中间相14第二节金属间化合物5金属化合物

8、的特性（1）力学性能：高硬度、高强度、低塑性。（2）物理、化学性能：具有电学、磁学、声学性质等，可用于半导体材料、形状记忆材料等。第二章第二节中间相2h15第三节陶瓷晶体相第二章第三节陶瓷16第三节陶瓷晶体相1陶瓷材料简介（1）分类按用途可分为：结构陶瓷（利用其力学性能）：强度（叶片、活塞）、韧性（切削刀具）、硬度（研磨材料）。功能陶瓷（利用其物理性能）精细功能陶瓷：导电、气敏、湿敏、生物、超导陶瓷等。功能转换陶瓷：压电、光电、热电、磁光、声光陶瓷等。第二章第三节陶瓷