《合金相结构》ppt课件

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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12.3.1固溶体一、固溶体的基本特征（点阵、成分(固溶度)、性质）二、固溶体的类型23三、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14~15%，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。42．化学亲和力（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。1）电负性差值ΔX<0.4~0.5时，有利于形成固溶体。２）

2、ΔX>0.4~0.5，倾向于形成稳定的化合物，其电负性差值越大，固溶体中固溶度越小。53．电子浓度因素（原子价因素）电子浓度是合金中价电子数目与原子数目的比值4．晶体结构因素晶体结构相同是组元间形成无限固溶体的必要条件。形成有限固溶体时，溶质元素与溶剂的结构类型相同，则溶解度通常也较不同结构时为大。6四、固溶体的微观不均匀性1．无序分布2．偏聚状态3．有序7五、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82.3.2金属化合物（中间相）

3、金属化合物（metalliccompounds）金属间化合物（intermetalliccompounds）中间相（Intermediatephase）金属化合物（中间相）的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）9一、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

4、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、A3B210二、电子化合物（Hume-Rothery相）特点：电子浓度是决定相结构的主要因素；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2-1011二、电子化合物（Hume-Rothery相）合金系中间相电子浓度e/a晶体结构Cu-Zn系β（CuZn）3/2体心立方ΓCu5Zn8）21/13复杂立方ε（CuZn3）7/4

5、密排六方Cu-Al系β（Cu3Al）3/2体心立方γ（Cu32Al19）21/13复杂立方ε（Cu5Al3）7/4密排六方Cu-Sn系β（Cu5Sn）3/2体心立方γ（Cu31Sn8）21/13复杂立方ε（Cu3Sn）7/4密排六方12三、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。①简单填隙相·γX/γM<0.59γX、γM：非金属（X）与金属（M）的原子半径。·具有比较简单的晶体结构，多数

6、为面心立方和密排六方，少数具有体心立方和简单六方结构。·分子式一般为M4X、M2X、MX和MX2·成分可以在一定范围内变化13②间隙化合物·γX/γM>0.59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、M23C6M7C3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

7、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：σ相，Laves相，x相和μ相。14Laves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。152.3.3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

8、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；165).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