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1-4 相结构

1-4 相结构. 一、基本概念 合金 组元 相 组织. 1-4 相结构. 一、基本概念（续） 单相合金 多相合金 固溶体 中间相（金属间化合物）. 1-4 相结构. 二、固溶体 （一）固溶体的结构特点及分类 1. 固溶体的结构特点 2. 固溶体的分类 按溶质原子在溶剂点阵中所处的位置 按溶质原子在溶剂中的溶解度 按溶质原子在溶剂点阵中的分布规律. 1-4 相结构. ( 二 ) 置换固溶体 1. 置换固溶体的概念及其形成条件

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1-4 相结构

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  1. 1-4 相结构 一、基本概念 合金 组元 相 组织

  2. 1-4 相结构 一、基本概念（续） 单相合金 多相合金 固溶体 中间相（金属间化合物）

  3. 1-4 相结构 二、固溶体 （一）固溶体的结构特点及分类 1. 固溶体的结构特点 2. 固溶体的分类 按溶质原子在溶剂点阵中所处的位置 按溶质原子在溶剂中的溶解度 按溶质原子在溶剂点阵中的分布规律

  4. 1-4 相结构 (二) 置换固溶体 1. 置换固溶体的概念及其形成条件 2. 影响置换固溶体固溶度的主要因素 晶体结构 原子尺寸因素 电负性（化学亲和力）因素 原子价（电子浓度）因素 温度

  5. Cd、In、Sn、Sb在Ag中的固溶度 Zn、Ga、Ge、As在Cu中的固溶度 1-4 相结构

  6. 1-4 相结构 (三) 间隙固溶体 1. 间隙固溶体的概念及其形成条件 2. 影响间隙固溶体固溶度的主要因素 溶质原子大小 溶剂晶体结构

  7. 1-4 相结构 思考题： 何谓间隙固溶体？何谓置换固溶体？

  8. 无序 偏聚 短程有序 长程有序 1-4 相结构 (四) 固溶体的微观不均匀性 无序： 偏聚： 短程有序（部分有序） 长程有序（完全有序）

  9. 1-4 相结构 (五) 固溶体的性能特点 1. 固溶体的点阵常数 2. 固溶体的强度和硬度 3. 固溶体的物理性能 4. 固溶体的化学性能

  10. 1-4 相结构 三、中间相（金属间化合物） (一) 正常价化合物 金属与电负性较强的ⅣA、VA、ⅥA族元素间形成 1. 类型：AB型、A2B(或AB2)型、A3B2型 2. 结构：对应于同类分子式的离子化合物型结构， 如NaCl型、ZnS型、CaF2型等 3. 特点：组元间电负性差愈小，化合物愈不稳定， 愈趋于金属键结合；电负性差愈大，化合 物愈稳定，愈趋于离子键结合。

  11. 1-4 相结构 (二) 电子浓度化合物（休姆-罗塞里相） IB族的贵金属（Cu、Ag、Au）与IIB、IIIA、IVA 族元素间形成，后发现在过渡族金属Fe、Co、Ni与 A1、Zn元素间形成。 电子浓度化合物的晶体结构取决于电子浓度：具 有相同的电子浓度，其晶体结构类型相同。 电子浓度（e/a）：每个原子平均占有的价电子数

  12. 1-4 相结构 电子浓度为 3/2（或 21/14)：体心立方结构、复杂立方 的 -Mn结构、密排六方结构（两组元 的原子半径相近，倾向于形成密排六方 结构；两组元的原子半径相差较大，倾 向于形成体心立方结构） 电子浓度为 21/13：-黄铜结构（复杂立方结构的相） 电子浓度为 7/4（或 21/12)：密排六方结构

  13. 1-4 相结构 思考题： Mg2Si、Mg2Sn、Mg2Pb、Cu3Al、Cu5Si、 Cu5Zn8、CuZn3、Au5Zn8化合物中，哪些属于 正常价化合物？哪些属于电子浓度化合物？

  14. 1-4 相结构 (三) 原子尺寸因素化合物 原子半径较小的非金属元素如H、N、C、B等与过 渡族金属元素间形成。 1. 间隙相 当rx/rM < 0.59 时形成，具有简单的晶体结构如面 心立方、密排六方、体心立方、简单六方结构。 过渡族金属的氢化物、氮化物以及部分碳化物为 间隙相。

  15. 1-4 相结构 间隙相中，金属原子占据正常晶格结点位置，非 金属原子则规则地分布于晶格间隙中。 非金属原子在间隙相中所占据的间隙位置主要取 决于原子尺寸因素：当rx/ rM< 0.414时（如H原子）， 进入四面体间隙；若rx/rM>0.414时，则进入八面体间 隙（如C、N原子）。 间隙相的分子式：M4X、M2X、MX、MX2

  16. 1-4 相结构 2. 间隙化合物 当rx/rM>0.59 时形成，具有复杂的晶体结构。 过渡族金属的硼化物和部分碳化物为间隙化合物。 间隙化合物的分子式：M3C（如Fe3C、Mn3C）、 M7C3（如Cr7C3）、M23C6（如Cr23C6）、M6C（如 Fe3W3C、Fe4W2C）、Fe2B、FeB 。 间隙化合物的熔点和硬度较高，但低于间隙相。

  17. Cu3Au型有序固溶体 1-4 相结构 (四) 有序固溶体（超点阵、超结构） 1. 以面心立方为基的有序固溶体 Cu3Au 型

  18. CuAuII型有序固溶体 CuAu I型有序固溶体 1-4 相结构 CuAuI型 CuAuII型

  19. CuZn (-黄铜) 型有序固溶体 Fe3A1型有序固溶体 1-4 相结构 2. 以体心立方为基的有序固溶体 CuZn型Fe3A1型

  20. MgCd3型有序固溶体 Mg Cd 1-4 相结构 3. 以密排六方为基的有序固溶体 MgCd3型

  21. 1-4 相结构 (五) 中间相的性质和应用 (1) 具有超导性质的中间相 ； (2) 具有特殊电学性质的中间相； (3) 具有强磁性的中间相； (4) 具有特殊吸释氢本领的中间相（贮氢材料）； (5) 具有耐热特性的中间相； (6) 耐蚀的中间相； (7) 具有形状记忆效应、超弹性和消震性的中间相。

  22. 1-4 相结构 思考题： 1. Fe4N、Cr2N、VC、TiH2、Fe3C、Cr7C3、 Cr23C6化合物中，哪些属于间隙相？哪些属于间 隙化合物？ 2. 指出间隙相和间隙化合物之间的主要区别 和联系。

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