固体中的相结构

节
Ti2O3、 V2O3。
陶
• (4) ABO3型化合物的结构：简单立方；钙钛矿（CaTiO3）、 BaTiO3、 PbTiO3
瓷
晶
体
相
§2.3.1 氧化物结构
第
三
• (5) AB2O4型结构：
节Baidu Nhomakorabea
尖晶石（MgAl2O4），面心立方
陶
瓷
晶
体
相
§2.3.2 硅酸盐结构的特点及分类
第 三
• 硅酸盐结构的特点
合
物
§2.2.2 电子化合物
第 二
• 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。
节
相：
β
γ
ε
金
电子浓度： 3/2 21/13 21/12
属 间
结构： bcc 复杂立方 密排六方
化
• 键型：金属键（金属－金属），有金属特性。
合 物
• 可用化学式表示，但成分可在一定范围内变化。 • 形成元素：ⅠB族或过渡族金属元素与ⅡB、ⅢA、 ⅣA族元素。
§2.2.1 正常价化合物
第
• 符合原子价规则，AmBn，mec=n(8-eA)
二 节
• 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。
金 属
• 晶体结构不同于组元。
间
• 性能特点：熔点、硬度及脆性较高。
化
• 形成元素：金属元素与ⅣA、ⅤA、ⅥA族元素。
节
✓ a 基本结构单元：SiO4。
陶
✓ b 结合键与结构：主要是离子键结合，含一定比例的共价键。硅位于氧四面体的间隙。
瓷
✓ c 每个氧最多被两个多面体共有。氧在两个四面体之间充当桥梁作用，称为氧桥。
晶
体
相
§2.3.2 硅酸盐结构的特点及分类
第 三
• 硅酸盐结构分类
节
✓ a岛状硅酸盐：含有限Si-O团的硅酸盐，
固体中的相结构
1
基本概念
2
固
体
• 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。
中 的
• 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。
相
• 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。
是铁、钴、铬、锰的化合物，如Fe3C。
§2.2.4 金属化合物的特性
第 二 节
金
属 间
• 力学性能：高硬度、高熔点、低塑性
化
• 特殊的物理化学性质：具有电学、磁学、声学性质等，可用于半导体材料、形状记忆材料、储氢
合
材料等。
物
例题2.2.2：p63
§2.3 陶瓷晶体相
第
三
• 按用途可分为：
节
结构陶瓷（利用其力学性能）：强度（叶片、活塞）、
§2.2.3 间隙化合物
第 二
• 受原子尺寸因素控制
节
• 形成元素：过渡族金属与原子半径很小的非金属元素。
金
➢ 简单间隙化合物（间隙相）：Rx/RM<0.59, 结构简
属
单。
间 化
金属原子呈现新结构，非金属原子位于其间隙，结构
合
简单。如面心立方VC
物
➢ 复杂间隙化合物： Rx/RM>0.59, 结构复杂。主要
陶 瓷
韧性（切削刀具）、硬度（研磨材料）。
晶
功能陶瓷（利用其物理性能）
体
精细功能陶瓷：导电、气敏、湿敏、生物、超导陶瓷等。
相
功能转换陶瓷：压电、光电、热电、磁光、声光陶瓷等。
• 按结构可分为： 氧化物陶瓷、 硅酸盐陶瓷
• 特点：
➢ 结合键：以离子键为主，可含有一定比例的共价键。
➢ 成 分：确定，可用分子式表示。
❖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。
❖晶体结构因素：结构相同，溶解度大
❖负电性因素(化学亲和力)：电负性差越大，溶解度大
❖电子浓度因素：电子浓度e/a越大，溶解度越小。
§2.1.2 置换固溶体
第 一 节 固 溶 体
§2.1.3 间隙固溶体
第
陶
包括含孤立Si-O团和含成对或环状Si-O
瓷
团两类。
晶 体 相
✓ b 链状硅酸盐：Si-O团共顶连接成一维 结构，又含单链和双链两类。
✓ c 层状硅酸盐：Si-O团底面共顶连接成
二维结构。
✓ d 骨架状硅酸盐：Si-O团共顶连接成三 维结构。
随溶质原子的增多，电阻升高。
例题2.1.1：p59
§2.2 金属间化合物
第
二
• 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。
节
• 类型：
金 属
正常价化合物：符合原子价规则的化合物，AmBn
间
电子化合物（电子相）：按照一定电子浓度值形成。
化
间隙化合物：受原子尺寸因素控制。
合
物
溶
体
§2.1.5 固溶体的性能
第
一
节
固溶体的强度和硬度高于纯组元，塑性则较低。
固 溶
• 固溶强化：由于溶质原子的溶入而引起的强化效应。
体
➢间隙固溶体的强化效果高于置换固溶体
原因：柯氏气团
➢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。
• 物理性能的变化：
➢ 性 质：具有典型的非金属性质。
§2.3.1 氧化物结构
第 三
• (1) AB型化合物的结构：NaCl结构、闪锌矿结构、硫锌矿结构。
节
陶
瓷
晶 体
• (2) AB2型化合物的结构: 面心立方（萤石等）, 金红石型结构
相
§2.3.1 氧化物结构
第
三
• (3) A2B3型化合物的结构：简单六方，刚玉(α-Al2O3）、 α- Fe2O3、 Cr2O3、
置换固溶体、间隙固溶体
无限固溶体、有限固溶体
无序固溶体、有序固溶体
§2.1.2 置换固溶体
第 一
• 置换固溶体：溶质原子位于晶格点阵位置的固溶体。
节
• Hume-Rothery三大经验规律：
固
❖ 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。
溶 体
❖溶剂和溶质的电化学性质相近。
一
节
• 间隙固溶体：原子半径小于0.1nm的非金属元素溶入到溶剂金属晶体点阵的间隙中形成的固溶体。
固 溶 体
• 溶解度一般都很小，只能形成有限固溶体。 • 典型间隙固溶体：
碳溶于γ-Fe、α-Fe形成固溶体
§2.1.4 有序固溶体
第 一
• 有序固溶体有确定的化学成分，
节
可用化学式表示。
固
• 有序化、有序化温度
结
构
• 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。
§2.1.1 什么是固溶体
第
一
节
• 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。
固 溶
溶剂：
体
溶质：
• 固溶度：
• 固溶体分类：