第2章_金属和合金的固态结构(6 and 7)

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1、第二章金属和合金的固态结构（第六节、第七节）第六节固溶体一、固溶体的分类1.按溶剂分类第二章金属和合金的固态结构（1）一次固溶体、边（端）际固溶体结构类型与主组元结构相同（2）二次固溶体、中间固溶体结构类型与主、副组元结构都不同2.按固溶度（溶解度）分类第一节金属与合金（1）有限固溶体溶质组元的浓度有限度第二节金属和合金的典型结构模型（2）无限固溶体溶质可以任何比例溶入溶剂3.按溶质原子在晶体点阵中所占的位置分类第三节晶体学简介（1）代位固溶体溶质原子与溶剂原子占据等同的点阵位置第四节金属和合金

2、中原子间的结合（2）间隙固溶体溶质原子填入溶剂原子间的间隙位置（3）缺位固溶体在一些二次固溶体中，当化合物的组元之一溶入第五节金属和合金的晶体结构类型化合物时，另一组元形成缺位，如FeO第六节固溶体4.按溶质原子与溶剂原子的相对分布分类（1）无序固溶体随机分布第七节结构缺陷（2）有序固溶体溶质原子按适当比例、并按一定顺序和一定方向，围绕着溶剂原子分布第六节固溶体第六节固溶体二、影响固溶度的因素2.负电性因素针对一次固溶体，介绍主要影响因素及一般规律，会有例外。元素的负电性：表示这个元素的原子在异

3、类原子的集合体中或分1.原子尺寸因素子中能够吸引电子作为自身所有的一种能力。有利于形成具有显著固溶度的代位固溶体：负电性的量化指标(泡林规定标准）：（D溶剂-D溶质）组元原子直径间的相对差━━━━━━<±14～15％若A-B两种原子以共价相结合，以△E表示A-B键能与A-A键能D溶剂和B-B键能平均值之差：溶质与溶剂原子直径比D溶质/D溶剂=0.85～1.15△E=UA-B-½(UA-A+UB-B)有利于形成具有相当固溶度的间隙固溶体：则两元素负电性的差与△E成正比例，并以氟的负电性4.0来作为

4、（D溶剂-D溶质）统一的对比标准。组元原子直径间的相对差━━━━━━>41％D溶剂元素之间在周期表中相距越远，负电性相差越大，越不利于溶质与溶剂原子直径比D溶质/D溶剂<0.59形成固溶体，但有利于形成化合物。不同类型的金属（开放型、封闭型）判据可能有差别1第六节固溶体第六节固溶体元素周期表中3.电子浓度同一周期原子价效应：高价溶质原子加到低价溶剂原子中，原子序数×负电性×溶质原子价越高，最大固溶度越小。同一族电子浓度的升高有限度，C电子接近定值。原子序数×负电性Øn+m+m+n+Me→Me(n

5、>m)加入时，nMe被mMe取代21122个1价原子被1个2价原子取代比4个1价原子被1个4价原子取代容易组元间负电性相差越大，Zn2+Ga3+Ge4+As5+inCu1+有利于形成化合物，不利于形成固溶体。38.5％19.5％11.8％7％形成的化合物越稳定，固溶体的固溶度越小。相对价效应：高价组元在低价组元中的固溶度>只有负电性相近的元素，才有可能获得较大的固溶度。低价组元在高价组元中的固溶度负电性减小固溶度增大VIAS、Se、Te电子浓度增加的限度>电子浓度减小的限度去除2个1价组元、加入

6、1个2价组元→易Zn2+inCu1+38.5%Zn金属元素+VAP、As、Sb、Bi去除1个2价组元、加入2个1价组元→难Cu1+inZn2+2.5%CuIVASi、Ge、Sn、Pb更敏感地反映到结构的不稳定。第六节固溶体第六节固溶体4.晶体结构晶体结构相同是组元间形成无限固溶体的必要条件；组元间的晶体结构类型不同，形成固溶体的溶解度有限。形成有限固溶体时，溶质元素与溶剂元素的结构类型相同，则溶解度通常比不同结构时为大。5.温度溶质元素在溶剂溶体中的溶解度随温度的高低而变化。6.压力无限互溶固溶

7、体的先决条件：两组元的原溶质元素在溶剂溶体中的溶解度随压力的大小而变化。子价必须相等，晶体结构也应相同。第六节固溶体第六节固溶体三、固溶体在结构上的变化2.点阵常数的变化点阵发生畸变则取得的平均点阵常数发生变化。1.点阵畸变代位固溶体的点阵常数，溶剂原子排列的正常规律性受到不同程度的干扰。浓度很低时，视为理想代位溶体，大原子空位、小原子代位[周围原子受张力a=xa2+(1−x)a1溶质原子尺寸大，点阵常数增大。大原子代位、小原子填隙[周围原子受压力浓度高时与直线有或正或负的偏差。间隙固溶体的点阵

8、常数一般总是随浓度而增大。3.偏聚与有序化同种原子间作用力>异种原子间作用力极端溶质原子易于分区聚拢，形成许多偏聚区━━━互不相溶异种原子间作用力>同种原子间作用力溶质原子易于彼此远离，紧邻、近邻为溶剂原子，小范围有序分布、短程有序━━━极端长程有序、有序固溶体、受张力受压力形成化合物2第六节固溶体第六节固溶体4.有序固溶体②体心立方A3B型当固溶体有序化到这样一个程度，以致在整个晶体点阵中溶以Fe3Al为代表质和溶剂原子都按统一的确定顺序分布时，即达到长程有序时，八个体心立方体构成一个大晶胞这