固体中的相结构及形成规律.

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。
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二、影响置换固溶体固溶度的因素

3．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
e/a V (100 x ) ux 100
例 溶剂IB 不同溶质的溶解度（at%） 4周期Cu Zn（IIB） Ga（IIIA）Ge（IVA） As （ VA ） 38% 20% 12% 7% 5周期Ag Cd（IIB）In（IIIA）Sn（IVA） Sb （ VA ） 42% 20% 12% 7% 固溶体中的电子浓度有其极限值。
Cu-Al系
Cu-Sn系
这类化合物的结构稳定性主要取决于电子浓度因素。在相图上占有一 定成分范围，结合性质为金属键，有明显的金属特性。
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三、原子尺寸因素化合物
当两种元素形成金属间化合物时，如果它们之间的原 子半径差别很大时，便形成原子尺寸因素化合物。 1．填隙型（填隙化合物） 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<0.59 γX、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
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四、长程有序固溶体（超结构） 2．反相畴与反相畴界
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3. 影响有序化的因素： ① eAB<(eAA+eBB/2)； ② 具有相当于一定化学式的成分；
③ 温度低于某一温度下；
④ 冷却速度； ⑤ 塑 性 变 形 使 合 金 有 序 度 下 降 。
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4．长程有序参数
用来衡量有序度 P X P X S 定义 1 X 1 X
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，在相图上为一 条垂直线。
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二、电子化合物（Hume-Rothery相）
合金系 Cu-Zn系 中间相 电子浓度e/a β（CuZn） 3/2 ΓCu5Zn8） 21/13 ε（CuZn3） 7/4 β（Cu3Al） 3/2 γ（Cu32Al19） 21/13 ε（Cu5Al3） 7/4 β（Cu5Sn） 3/2 γ（Cu31Sn8） 21/13 ε（Cu3Sn） 7/4 晶体结构 体心立方 复杂立方 密排六方 体心立方 复杂立方 密排六方 体心立方 复杂立方 密排六方
3 CuAuII型
4 CuPt型 2）在体心立方中形成超结构 1 CuZn型 2 Fe3Al型
3）在密排六方固溶体中形成超结构
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四、长程有序固溶体（超结构）在fcc固溶体中形成超结 构 1、Cu3Au型
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四、长程有序固溶体（超结构）在fcc固溶体中形成超结构 2、CuAuI型
Cu
Au
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四、长程有序固溶体（超结构）在fcc固溶体中形成超结 构 2、CuAuII型
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二、影响置换固溶体固溶度的因素
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。
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机械合金化（MA，Mechanical Alloy）
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三、固溶体的微观不均匀性 e e
1．无序分布 2 e e e 2．偏聚状态 2 e e e 3．短程有序 2 PA 1 ·短程序参数 xA PA：固溶体中B原子周围出现A
④ 影响弹性性质
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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， 且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



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§2 金属间化合物（中间相） 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
AA BB
AA BB AB
e AB



AA
BB
AB
原子的几率


xA：固溶体中A原子的摩尔分数
0 完全无序状态
0 短程有序 0 原子偏聚
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四、长程有序固溶体（超结构）
1．主要类型
1） 在fcc固溶体中形成超结构 1 ห้องสมุดไป่ตู้u3Au型 2 CuAuI型
A A B A B B
其中：PA、PB：表示A、B原子出现在正确位置上的几 率 XA、XB：A或B原子的摩尔分数 S=1，PA=PB=1，完全有序 S=0，PA=XA，PB=XB，完全无序
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5．有序化对性能的影响： ① 通常提高硬度、强度、降低塑性 ——有序 强化； ② 电阻降低； ③ 影响铁磁性；
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二、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。
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二、影响置换固溶体固溶度的因素


2．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，随电负差值增 加固溶度增加。
第五章 固体中的相结构及形成规律
§1 §2 §3 §4 §5 固溶体 金属间化合物（中间相） 陶瓷晶体相 玻璃相 分子相
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§1 固体中的相结构及形成规律

固体中的相结构分类： 合金相可归纳为 ·固溶体 ·中间相 陶瓷晶体相 玻璃相 分子相
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固溶体

一、固溶体的类型
无限固溶体 按固溶度分 有限固溶体 置换式固溶体 按溶质原子所占位置 无序固溶体 按原子排列的程序性分 固溶体 有序固溶体 间隙固溶体: 有限固溶体 : 以纯金属为基的固溶体 端际固溶体初极固溶体 按基体类型 固溶体 次级固溶体: 以金属间化合物为基的
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四、长程有序固溶体（超结构）在fcc固溶体中形成超结 构 4、CuPt型
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四、长程有序固溶体（超结构） 在体心立方中形成超结 构 1 CuZn型
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四、长程有序固溶体（超结构） 在体心立方中形成超结 构 2、Fe3Al型
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四、长程有序固溶体（超结构） 3）在密排六方固溶体 中形成超结构