Au_Cu系的合金相特征原子排列晶体学.pdfVIP

中国科学: 技术科学 2011 年 第41 卷 第6 期: 737 ~ 744 SCIENCE CHINA PRESS 论 文 Au-Cu 系的合金相特征原子排列晶体学 ①②③* ①②③ ④ ⑤ ⑥ ①②③ 谢佑卿 , 刘心笔 , 彭红建 , 聂耀庄 , 李晓波 , 李艳芬 ① 中南大学材料科学与工程学院, 长沙 410083; ② 中南大学粉末冶金学院, 长沙 410083; ③ 中南大学粉末冶金学院粉末冶金国家重点实验室, 长沙 410083; ④ 中南大学化学化工学院, 长沙 410083; ⑤ 中南大学物理科学与技术学院, 长沙 410083; ⑥ 湘潭大学机械工程学院, 湘潭 411105 * E-mail: xieyouq2000@ 收稿日期: 2010-09-26; 接受日期: 2011-01-24 国家自然科学基金(批准号:和湖南省自然科学基金(批准号: 2010FJ4034)资助项目 摘要 本文指出合金相结构的描述取决于所采用的结构单元序列. 在系统合金 关键词 科学(SSA) 的合金相特征原子排列晶体学中, 合金相的结构是采用对称要素序列和 系统合金科学 特征原子序列相结合的方式来描述, 称之为合金相的特征原子排列结构. 它除了能 Au-Cu 系 合金相结构微观不均匀性 显示结构的对称性之外, 还可以给出格点上的特征原子种类以及合金相微观不均 匀性. 每个特征原子都有其自身的特性: 近邻原子组态, 势能, 体积和电子结构等. 合金相的微观不均匀性可以通过特征原子的浓度分布和短程有序参数分布来描述. 同时本文对合金相的电子结构和合金相中特征原子的电子结构之间的差异也作了 讨论. 1 引言 列和组合. 因此, 相结构的描述与所采用的结构单元 序列有密切的关系. 为了对合金系统有更深入地了解, 建立合金相 晶体学是采用对称要素操作组元原子或平均组 图和寻找设计合金的方法, 经过几十年的努力, 建立 元原子占据的点阵图像来描述合金相结构的, 也可 了SSA 框架, 在此框架中: 一个合金系统具有 3 个结 称之为合金相组元原子排列结构, 这一传统方法已 构层次: 组织的相结构层次(简称为组织结构), 它的 被人们采用了将近一个世纪. 表 1 列出了Au-Cu 系中 组成单元为相; 合金相的原子结构层次(简称为相结 合金相的晶体结构类型. 根据晶体学可知, 纯金属 构), 它的组成单元为原子; 原子的电子结构层次(简 Au 和 Cu 都属于 FCC 点阵, 点阵中的每一个格点分 称为原子结构), 它的组成单元为电子和原子核[1~4]. 别被组元原子 Au 和 Cu 占据. 它们的晶胞都可以用 合金相包含有 3 种类型: 化学计量比的完全有序 空间群 Pm 3 m 描述. 化合物, 成分可变的部分有序合金和成分可变的无 化学计量比化合物的晶体结构是基于两类亚点 序合金. 合金相结构的多样性归因于结构单元的排 阵来进行描述. 在该晶体点阵中, 组元原子 Au(1) 占 英文版发表信息: Xie Y