固體中得相結(jié)構(gòu)

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1、第二章固體中的相結(jié)構(gòu)合金：兩種或兩種以上的金屬，或金屬與非金屬經(jīng)一定方法合成的具有金屬特性的物質(zhì)。組元：組成合金最基本的獨(dú)立的物質(zhì)。（如一元、二元、三元合金〕，可以是元素，也可以是化合物。合金系：給定合金以不同的比例而合成的一系列不同成分合金的總稱。如Fe-C，F(xiàn)e-Cr等。1“相”——是指在任一給定的物質(zhì)系統(tǒng)中，具有同一化學(xué)成分、同一原子聚集狀態(tài)和性質(zhì)的均勻連續(xù)組成部分。當(dāng)由金屬和其他一種或多種元素通過(guò)化學(xué)鍵合而形成合金材料時(shí)，一定成分的合金可以由若干不同的相組成。雖然固體中有各種不同的相，但

2、從結(jié)構(gòu)上可將其分為固溶體、化合物、陶瓷晶體相、玻璃相及分子相等五類(lèi)。合金的組織2第一節(jié)固溶體固溶體：固態(tài)下一種組元（溶質(zhì)）溶解在另一種組元（溶劑）中而形成的新相。特點(diǎn)：固溶體具有溶劑組元的點(diǎn)陣類(lèi)型。晶格與固溶體相同的組元稱為溶劑，其他組元稱為溶質(zhì)。3⑶按溶質(zhì)原子在固溶體內(nèi)分布是否有規(guī)則，固溶體分為有序固溶體和無(wú)序固溶體。⑵按溶質(zhì)原子在固體中的溶解度，固溶體可分為有限固溶體和無(wú)限固溶體兩種固溶體分類(lèi)：⑴按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中的位置，固溶體可分為置換固溶體與間隙固溶體兩種。4一、置換固溶體置換固溶體

3、：溶質(zhì)原子位于晶格點(diǎn)陣位置的固溶體。固溶度：固溶體中溶質(zhì)原子在固溶體中的濃度。51.影響固溶度的Hume-Rothery經(jīng)驗(yàn)規(guī)律1）如果形成合金的元素其原子半徑之差對(duì)溶劑原子半徑的比（取絕對(duì)值）超過(guò)14%～15%，則固溶度（摩爾分?jǐn)?shù)）極為有限；2）溶劑和溶質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)相近；3）兩個(gè)給定元素的相互固溶度（摩爾分?jǐn)?shù)）是與它們各自的原子價(jià)有關(guān)；62.影響置換固溶體溶解度的因素1)原子尺寸因素原子尺寸差越小，越易形成置換固溶體，且溶解度越大。原因：兩組元的原子尺寸差別愈大，畸變能的增加也愈大。在畸變能

4、增加到一定程度后，晶體就變得不穩(wěn)定?！鱮=(rA-rB)/rA當(dāng)△r<15%時(shí)，有利于大量互溶72)晶體結(jié)構(gòu)因素形成無(wú)限固溶體的必要條件：溶質(zhì)與溶劑的晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型相同。只有滿足這個(gè)條件，溶質(zhì)原子才有可能連續(xù)不斷地置換固溶晶格中的原子，而仍能保持固溶體原來(lái)的晶格類(lèi)型。溶劑晶格間隙的形狀大小不同，溶解度不同。一般情況下面心立方中的溶解度大于體心立方中的溶解度。83）電負(fù)性因素負(fù)電性(電負(fù)性)：從其他原子奪取電子而變?yōu)樨?fù)離子的能力。電負(fù)性差不大時(shí)：隨著電負(fù)性差值的增加，越易形成固溶體，溶解度越大。溶質(zhì)

5、原子與溶劑原子的負(fù)電性相差很大，即兩者之間化學(xué)親和力很大，則它們往往容易形成比較穩(wěn)定的化合物。（不再是固溶體）94）電子濃度因素電子濃度：兩個(gè)組元的價(jià)電子總數(shù)（e）和兩組元的原子總數(shù)（a）之比10二、間隙固溶體間隙固熔體是由那些原子半徑小于0.1nm的非金屬元素，如氫（0.046nm）、氮（0.071nm）、碳（0.077nm）、硼（0.097nm）及氧（0.060nm）熔入到熔劑金屬晶體點(diǎn)陣的間隙中所形成的固熔體。特點(diǎn)：溶解度一般都很小，只形成有限固溶體11三、有序固溶體1.原子微觀分布特征近

6、年來(lái)的研究表明，所謂無(wú)序固熔體只是宏觀上的一種近似說(shuō)法。從微觀尺度看，它們并不均勻，可能出現(xiàn)偏聚、部分有序和完全有序。同類(lèi)原子間的結(jié)合能大于異類(lèi)原子間的結(jié)合能時(shí)，呈現(xiàn)偏聚。同類(lèi)原子間的結(jié)合能小于異類(lèi)原子間的結(jié)合能時(shí)，形成有序分布。12完全無(wú)序偏聚長(zhǎng)程有序132有序固溶體及固溶體的有序化1)有序固溶體的特征特點(diǎn)：有序固熔體有確定的化學(xué)成分，可以用化學(xué)式表示。若原子達(dá)到一定的原子分?jǐn)?shù)時(shí)，則會(huì)呈完全有序分布，即形成有序固熔體14當(dāng)有序固溶體加熱至某一臨界溫度時(shí)，將轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)序固溶體；而在緩慢冷卻至這一溫

7、度時(shí)，又可轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚬倘荏w。這一轉(zhuǎn)變過(guò)程稱為有序化，臨界轉(zhuǎn)變溫度稱為有序化溫度。15四、固溶體的性質(zhì)1.點(diǎn)陣常數(shù)改變2.產(chǎn)生強(qiáng)化（1）固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化的解釋：由于溶質(zhì)原子的溶入導(dǎo)致晶格畸變。從而造成強(qiáng)化。熔質(zhì)和熔劑原子尺寸相差越大或固熔度越小，固熔強(qiáng)化越顯著。（2）有序強(qiáng)化：對(duì)于某些具有無(wú)序-有序轉(zhuǎn)變的固熔體而言，有序狀態(tài)的強(qiáng)度高于無(wú)序狀態(tài)。16第二節(jié)金屬間化合物合金組元相互作用形成的晶格類(lèi)型和特性完全不同于任一組元的新相即為金屬化合物——中間相。其性能特點(diǎn)是熔點(diǎn)一般較高，硬度高，脆性大。金屬化

8、合物是許多合金的重要組成相（常作為強(qiáng)化相）。17一、正常價(jià)化合物正常價(jià)化合物就是符合原子價(jià)規(guī)則的化合物。組元間電負(fù)性相差較大，且形成的化合物嚴(yán)格遵守化合價(jià)規(guī)律，此類(lèi)化合物稱為正常價(jià)化合物。例如：Mg2Si、Cu2Se、ZnS、AlP等。18正常價(jià)化合物具有比較簡(jiǎn)單、不同于其組成元素的晶體結(jié)構(gòu)。其分子式一般有AB，A2B（AB2）兩種類(lèi)型。性能：熔點(diǎn)、硬度及脆性均較高19AB型：NaCl結(jié)構(gòu)，雙面心立方穿插而成。ZnS（閃鋅礦）每個(gè)原子具有4個(gè)相鄰的異類(lèi)原子，是由兩種原子各自的面心立方點(diǎn)陣穿插而成