固体中的相结构.

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§2.1.2 置换固溶体
以 Cu 为 基 加入元素 化合价 固熔度 Zn 2 38.4 Gn 3 19.3 Ge 4 11.8 As 5 7 Cd 2 42 以 Ag 为 基 In 3 20 Sn 4 12 Sb 5 7
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第 一 节 固 溶 体
当溶剂为一价面心立方金 属时，不同溶质的最大固 溶度对应的电子浓度具有 一定的极限值； 溶质元素原子价愈高，固 溶度愈小。
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§2.1.4 有序固溶体
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第 一 节 固 溶 体
有序固溶体有确定的化学成分，可用化学式表示。 有序化：从无序或短程有序状态转变为长程有序状态 的过程。 有序化温度：有序化的临界转变温度称为。
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• 相：任一给定的物质系统中，具有同一化学成分、 同一原子聚集态和性质的均匀连续组成部分。
相的分类：固溶体、化合物、陶瓷晶体相、玻璃相、 分子相。
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§2.1.1 什么是固溶体
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第 一 节 固 溶 体
固溶体：固态下一种组元溶解在另一种组元中形成的 新相。晶格与溶剂晶格类型相同。 溶剂：晶格与固溶体相同的组元。 溶质： 固溶度：溶质原子在溶剂中的最大含量（极限溶解 度）。 固溶体基本特征： 保持原溶剂的晶体结构； 有一定的成份范围； 具有比较明显的金属性质。具有一定的导电和导热 性和一定的塑性等等。这表明，固溶体中的结合键 主要是金属键。
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§2.1.1 什么是固溶体
固溶体分类： 按溶质原子在溶剂点阵中的位置分： 置换固溶体、间隙固溶体 按溶解度分：无限固溶体、有限固溶体 按原子在点阵中排列的秩序性分： 无序固溶体、有序固溶体
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§2.1.2 置换固溶体
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第 • 置换固溶体：溶质原子位于晶格点阵位置的固溶体。 一 • Hume-Rothery三大经验规律： 节 溶剂、溶质原子半径之差与溶剂原子半径比超过14%～ 15%时，固溶度极为有限。 固 溶 溶剂和溶质的电化学性质相近。 体 固溶度与元素的原子价有关。 • 影响固溶度的因素 原子尺寸因素：原子半径差越小，固溶度越大。(表2-1) 晶体结构因素：结构相同，溶解度大；间隙原子在FCC中 溶解度大于BCC中溶解度。 负电性因素(化学亲和力)：负电性差越大，溶解度大。 （负电性差很大时，形成化合物） 电子浓度因素：电子浓度e/a越大，溶解度越小。 c=e/a=xu +(1-x)v（电子浓度：合金中两个组元的价电子 总数和原子总数之比。）
• 性能特点：熔点、硬 度及脆性较高。
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§2.2.2 电子化合物
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第 二 节 金 属 间 化 合 物
• 不遵守化合价规律，按一定电子浓度值形成。电子浓 度不同，晶格类型不同。 相： β γ ε 电子浓度： 3/2 21/13 21/12 结构： bcc 复杂立方 密排六方 • 键型：金属键（金属－金属），有金属特性。 • 可用化学式表示，但成分可在一定范围内变化，可以 形成以化合物为基的固溶体。 • 形成元素：ⅠB族或过渡族金属元素与ⅡB、ⅢA、 ⅣA族元素。 对含过渡族元素的电子化合物，计算电子浓度时，过 渡族元素的价电子数常视为零。
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§2.2 金属间化合物
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第 二 节 金 属 间 化 合 物
• 金属间化合物（中间相）：金属与金属或金属与类金 属之间所形成的化合物。 • 影响因素：电负性，电子浓度，原子尺寸 • 类型： 正常价化合物：符合原子价规则的化合物，AmBn 电子化合物（电子相）：按照一定电子浓度值形成。 间隙化合物：受原子尺寸因素控制。
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§2.2.1 正常价化合物
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第 二 节 金 属 间 化 合 物
• 符合原子价规则的化合物。AmBn，mec=n(8-eA) 有一定成分，可用化学分子式表示， 一般表示为AB或 AB2（A2B）。 • 电负性差对其形成其主要作用，差值越大，稳定性越 高。 • 键型：随电负性差的减小，分别形成离子键、共价键、 金属键。 • 形成元素：金属元素与ⅣA、ⅤA、ⅥA族元素。 • 结构：不同于组元。NaCl结构，CaF2结构
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第二章 固体中的相结构
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基本概念
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2 固 体 中 的 相 结 构
• 合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属经 一定方法合成的具有金属特性的物质。 • 组元：组成合金最基本的物质。（如一元、二元、 三元合金〕，可以是元素，也可以是化合物。 • 合金系：给定合金以不同的比例而合成的一系列不 同成分合金的总称。如Fe-C，Fe-Cr等。
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§2.1.3 间隙固溶体
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第 一 •间隙固溶体：原子半径小于0.1nm的非金属元素溶 节 入到溶剂金属晶体点阵的间隙中形成的固溶体。 固 非金属元素：H, N, C , B, O 溶 •溶解度一般都很小，只能形成有限固溶体。 体 •典型间隙固溶体：
碳溶于γ-Fe（八面体间隙）、α-Fe形成固溶体
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§2.1.5 固溶体的性能
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第 一 固溶体的强度和硬度高于纯组元，塑性则较低。 节 • 固溶强化：由于溶质原子的溶入而引起的强化效应。 固 溶 体
间隙固溶体的强化效果高于置换固溶体 原因：柯氏气团钉扎位错 溶质和溶剂原子尺寸相差越大或固溶度越小，固溶 强化越明显。 • 有序强化：有序状态的强度高于无序状态。 EAB>EAA或EBB • 物理性能的变化： 随溶质原子的增多，电阻升高。 例题2.1.1：p59
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92018/9ຫໍສະໝຸດ 172§2.1.4 有序固溶体
固溶体宏观上均匀，微观上 不均匀 出现偏聚，部分有序，完全 有序等情况。 取决于同类原子结合能(EAA ， EBB)和异类原子间结合能 (EAB)的相对大小。
若EAA ， EBB >EAB时，则有同 类原子的偏聚区; 若 EAA ，EBB <EAB时，则溶质 原子B在点阵中趋向于按 一定规 则呈有序分布。达到一定浓度时， 形成有序固溶体。