材料化学(化学工业出版社)课件10

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1、金属材料Chapter6MetallicMaterials1Chapter6MetallicMaterials本章内容6.1金属材料结构与性能6.2超耐热合金6.3超低温合金6.4超塑合金6.5形状记忆合金6.6贮氢合金6.7非晶态金属材料2Chapter6MetallicMaterials学习目的结合前面所学内容，理解金属材料结构与性能特点；了解各种新型金属材料的特殊性能和结构以及其用途。33Chapter6MetallicMaterials6.1金属材料结构与性能6.1.1金属晶体结构金属键特

2、性：无方向性和饱和性紧密堆积结构FCC、BCC、HCP4Chapter6MetallicMaterials金属材料形态——多晶体多晶体：许多取向不同的小晶体组成的。晶粒：多晶体中每个外形不规则的小晶体。晶界：晶粒与晶粒间的界面。金相组织：在显微镜下所观察到的金属材料各类晶粒的显微形态，即晶粒的形状、大小、数量和分布等。5T12号钢退火金相形态Chapter6MetallicMaterials碳素工具钢6.1.2合金基本结构与性能一、合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合

3、而成并具有金属特性的物质称为合金。组元：组成合金的最基本的、独立的物质。通常是纯元素或稳定的化合物。6Chapter6MetallicMaterials二、合金的基本类型混合物合金（mixturealloy）固溶体合金（solidsolutionalloy）金属间化合物合金（intermetalliccompoundalloy）1.混合物合金（共熔混合物）当液态合金凝固时，构成合金的各组元分别结晶而成的合金，如焊锡(锡/银/铜)、铋镉合金等；7Chapter6MetallicMaterials2.固

4、溶体合金（solidsolutionalloy）当液态合金凝固时形成固溶体的合金，如金银合金等。间隙固溶体置换固溶体8Chapter6MetallicMaterials9Chapter6MetallicMaterials奥氏体的显微组织(1)间隙固溶体：原子半径较小的元素参与形成的合金（B、C、N、H）。有限固溶体。例如：C进入γ-Fe的面心立方晶格间隙，形成间隙固溶体，即奥氏体。奥氏体晶体结构钢铁AlN:六方ZnS型，铝原子六方密堆积，氮原子填在四面体空隙ScN,TiN,…,TiC,ZrC,…：N

5、aCl型结构，金属原子面心立方密堆积，N，C填在八面体空隙。特性：与金属相仿的导电性，金属光泽等硬度大，熔点高(金属－非金属间生成部分共价键)10Chapter6MetallicMaterials(2)置换固溶体溶剂晶格中的某些格点位置被溶质原子取代的固溶体。特点：仍保持其中一种元素单质的结构型式，其中一部分原子被另一组分的原子统计地取代。例如：CuAu11Chapter6MetallicMaterials相似相熔原则：单质结构型式原子半径（差值<15%）价电子结构，电负性等。无限固溶体以上统计取代

6、的结构称为无序结构。在缓慢冷却的条件下可得有序化结构，也叫超结构。各原子趋向于确定的位置。12Chapter6MetallicMaterials（a）（b）（c）CuAu的无序结构和2种有序结构（a）无序，FCC；（b）有序，四方;（c）有序，正交。13Chapter6MetallicMaterialsCaCu5的结构(a)Cu和Ca共同组成的层(b)完全由Cu组成的层特殊的合金：CaCu5六方晶胞中有三个CaCu5,类似的还有LaNi5,LaCo5,CeCo5等储氢材料。SmCo5第一代永磁合金3

7、金属化合物(intermetalliccompoundalloy)合金组元发生相互作用而形成的一种具有金属特性的物质。电负性、电子结构、原子半径相差较大时，容易出现金属化合物。特点：各组分原子分别占据不同的结构位置结构型式一般不同于纯组分金属的结构正常价化合物（组成确定）电子化合物（组成可变）15Chapter6MetallicMaterials(1)正常价化合物(组成确定)化学键介于离子键和共建键之间。通常由金属元素与IVA，VA，VIA元素组成。如Mg2Si，Mg2Ge，Mg2Sn，Mg2Pb，

8、Mg3P2，Mg3Bi2，MgTe等。16Chapter6MetallicMaterials（2）电子化合物（组成可变）原子间以化学键相互作用，不遵守化合价规则。特征：价电子数e与原子数a之比是定值，即有一定的电子浓度Ce。VIII族元素Fe,Co,Ni,Ru,Rh,Pd,Os,Ir和Pt的“电子数”为零，IB族Cu、Ag、Au为1，IIB族Zn、Cd、Hg及IIA族Be、Mg为2，IIIA族Al、In、Ga为3，ⅣA族Si、Ge、Sn、Pb为417Chapter6M