金属间化合物要点

CuPt型（L11型）
2.2.1几何密排相特点
以面心立方结构为基 的长程有序结构
➢ CuAuⅠ型（L10型）
化学式为AB。原 面心立方（001）面 被仅由Cu原子组成的 原子面及仅由Au原子 组成的原子面交替重 叠堆垛而成。典型的 例子有CuAu，TiAl等。
CuAuⅠ型（L10） CuAuⅠ型（L10型）
➢ 定义：由不规则的四面体填充空间的密堆结构 。 ➢ 类型：laves相，σ相，χ相，β-W相等。 ➢ 特点：晶体中的间隙完全由不规则的四面体间隙
组成，没有八面体间隙，配位数＞12，致密度＞ 0.74；原子间距极短 ，原子间电子交互作用强烈， 对称性低，滑移系少，塑性差。
2.2.1几何密排相特点
以面心立方结构为基 的长程有序结构
2.2.2拓扑密排相特点
Laves相 以面心立方、体心立
方和密排六方为基础的结 构，并且广泛存在的典型 结构，化学式为AB2。其 典型代表分别为MgCu2， MgZn2和MgNi2，分别称 为C14型、C15型和C36型 结构，其中最简单的是六 方晶系MgZn2结构
MgZn2结构
2.2.2拓扑密排相特点
CuAuⅡ型等 MgCu2相 MgZn2相 MgNi2相
2.1晶体结构分类
几何密排相 ➢ 定义：由密排面按不同方式堆垛而成的。 ➢ 类型：面心立方、体心立方、密排六方结
构为基的长程有序结构和长周期超点阵。 ➢ 特点：较高的对称性，位错运动滑移面较
多，是有利于得到塑性。
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2.1晶体结构分类
堆垛密排相
2.2.1几何密排相特点
以体心立方结构为基 的长程有序结构
➢ CuZn型（B2型） 化学式为AB。Cu
原子占据体心位置， Zn原子占据各顶角， 典型例子有AlNi， AuCd等。
CuZn型（B2型）
2.2.1几何密排相特点
以体心立方结构为基的长 程有序结构
➢ Fe3Al型（D03型）
化学式为A3B。Al占据X位 置，其余位置为Fe原子所占据； 如果增加Al含量，Al原子将占 据Y位置，直到Al原子占满X和 Y点阵位置。当Al原子占满X和 Y位置时，就成为了B2结构， 化学式为FeAl。典型例子有 Cu3Al，Li3Be，Fe3Si等。
➢ Cu3Au型（L12型） 化学式为A3B。面
心立方晶胞的面心位 置由Cu原子占有，而 其顶角位置由Au原子 占据。典型的例子有 Ni3Al，Ni3Mn，Ni3Fe 等。
Cu3Au型（L12型）
2.2.1几何密排相特点
以面心立方结构为基 的长程有序结构
➢ CuPt型（L11型）
化学式为AB。面 心立方的（111）面被 仅由Cu原子组成的原 子面及仅由Pt原子组 成的原子面交替重叠 堆垛而成。
MgZn2结构 原子半径小的Zn原子
形成四面体，原子半径大 的Mg原子占据四面体间隙 之中，本身构成一个四面 体骨架。每个Zn原子与6 个Mg原子和6个Zn原子相 邻，Zn原子的配位数为12； 每个Mg原子与4个Zn原子 和12个Mg原子相邻，Mg 原子的配位数为16。
MgZn2结构
2.3晶体结构的稳定性
以体心立方结构为 基的长程有序结构
以密排六方结构为 基的长程有序结构 长周期超点阵 laves相 σ相 χ相 Cr3Si（β-W）相 μ 相等
Cu3Au型（L12型） CuPt型（L11型） CuAuⅠ型（L10型）等 CuZn型（B2型） Fe3Al型（D03型） Cu2MnAl型（L21型）等
Mg3Cd型（D019型）等
长周期超点阵
有些长程有序结构以一定大小的区域改变其位向交替地 在一维或二维周期排列，这称为长周期超结构。典型的一维 长周期超结构的例子是CuAuⅡ型结构。这种超结构单胞中 原子排列和CuAuⅠ型相同，但沿着[010]方向经过5个晶胞后 的5个晶胞的取向是（010）面作（a+c）/2位移；然后按此 方法不断重复。
A sse sse d T i-A l p h a se d ia g r a m .
外因：温度，压强 内因：
➢ 原子百分比， ➢ 结合能因素， ➢ 原子尺寸因素， ➢ 原子序数因素， ➢ 负电性，
➢ 电子浓度。 内在因素相互关联并非 独立参量。
L10 D019
D022
2.3晶体结构的稳定性
晶体结构的形成条件是什么？ ➢ 采用吉布斯自由能函数 ➢ 通过一些容易计算的参量来判断相结构，如原子
Fe3Al型（D03型）
2.2.1几何密排相特点
以体心立方结构为基的
B
长程有序结构
➢ Cu2MnAl型（L21型）
A
化学式为A2BC。Al 原子占据B位置，Mn原
C
子占据C位置，Cu原子
占据A位置。典型例子有
Cu2MnAl，Cu2MnSn， Ni2TiAl等。
Cu2MnAl型（L21型）
2.2.1几何密排相特点
金属间化合物
晶体结构、结构稳定性 及电子理论
1定义
金属间化合物是指由两个或更多的金属组元或 类金属组元按比例组成的具有金属基本特性和不同 于其组元的长程有序晶体结构的化合物。
TiAl(L10)
2晶体结构分类
几何密排相 拓扑密排相
几何密排相
金属 间化 合物
拓扑密排相
以面心立方结构为 基的长程有序结构
第一、利用门捷列夫的元素周期表，略加修改后将 每个元素排序，序号即为独立因素μ，也称为门捷列 夫序数（the Mendeleev number）。因素μ为纯粹 的由实验得到的，但它基本符合元素周期表的排列 顺序，因此它包含了原子大小及原子外层电子的排 布规律。
半径，负电性，电子浓度。这一做法并不全面。
2.3晶体结构的稳定性
根据相平衡时系统总的吉布斯自由能最低，由 原子百分比和各相的吉布斯自由能曲线这两个因素， 则可确定金属间化合物的相结构。
2.3晶体结构的稳定性
牛津大学的D. G. Pettifor引入了另一个独立因 素μ（Chemical Scale），并利用这个因素将所有已 知二元化合物的相结构进行排序，设计思路如下：
以密排六方结构为基的长程 有序结构
➢ Mg3Cd型（D019型） 化学式为A3B。由4个
密排六方单胞组成1个大单 胞，Cd原子占据大单胞8个 顶点以及1个小单胞的位置， 其余点阵位置全部由Mg原 子占据。典型例子有 Mg3Cd，Ni3Sn，Ni3In等。
Mg3Cd型（D019型）
2.2.1几何密排相特点