3硅酸盐结构陶瓷.ppt

第二章 固体中的相结构 本章要点 1相的结构类型、形成规律及性能特点。 2固溶体、化合物的分类、特点及性能。 3陶瓷相的结构类型和性能特点。 4分子相的结构类型和性能特点。 第二章 固体中的相结构 合金与相 1 合金 （1）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。 （2）组元：组成合金最基本的独立的物质。（如一元、二元、三元合金〕，可以是元素，也可以是化合物。 （3）合金系：给定元素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。 合金与相 2 相 （1）相：材料中结构相同、成分和性能均一的组成部分。（如单相、两相、多相合金。） 合金与相 2 相 （2）相的分类 固溶体：晶体结构与其某一组元相同的相。溶剂-溶质。 中间相（金属化合物）：组成原子有固定比例，其结构与组成组元均不相同的相。 第一节 固溶体 按溶质原子位置不同，可分为置换固溶体和间隙固溶体。 第一节 固溶体 按固溶度不同，可分为 有限固溶体和无限固溶 体。 按溶质原子分布不同， 可分为无序固溶体和 有序固溶体。 第一节 固溶体 1 置换固溶体 1）置换固溶体：溶质原子位于晶格点阵位置的固溶体。 2）影响置换固溶体溶解度的因素 a 原子尺寸因素 原子尺寸差越小,越易形成置换固溶体,且溶解度越大。 △r=(rA-rB)/rA 当△r15%时，有利于大量互溶。 第一节 固溶体 b 晶体结构因素 结构相同，溶解度大，有可能形成无限固溶体。 c 电负性因素 电负性差越小，越易形成固溶体，溶解度越大。 d 电子浓度因素 电子浓度e/a越大，溶解度越小。e/a有一极限值，与溶剂晶体结构有关。一价面心立方金属为1.36，一价体心立方金属为1.48。 （上述四个因素并非相互独立，其统一的理论的是金属与合金的电子理论。） 第一节 固溶体 2 间隙固溶体 （1）组成：原子半径较小（小于0.1nm)的非金属元素溶入金属晶体的间隙。 （2）影响因素：原子半径和溶剂结构。 （3）溶解度：一般都很小，只能形成有限固溶体。 第一节 固溶体 3 固溶体的结构 （1）晶格畸变。 （2）偏聚与有序：取决于同类原子和异类原子间结合力 的相对大小。 完全无序、偏聚、部分有序、完全有序。 第一节 固溶体 4 固溶体的性质 1）点阵常数改变 2）产生固溶强化 现象：固溶体的强度和 硬度高于纯组元， 塑性则较低。 概念：固溶强化－由于溶 质原子的溶入而引 起的强化效应。 间隙固溶体的强化 效果高于置换固溶 体。如产生柯氏气 团或有序强化。 3）物理、化学性能改变 第二节 金属间化合物 中间相是由金属与金属，或金属与类金属元素之间形成的化合物，也称为金属间化合物。 包括：正常价化合物、电子化合物（电子相）、间隙化合物 。 第二节 金属间化合物 1 正常价化合物 （1）形成：电负性差起主要作用，符合原子价规则。 （2）键型：随电负性差的减小，分别形成离子键、共价键、金属键。 （3）组成：AB或AB2。如MnS, Mg2Si. 2 电子化合物（电子相） （1）形成：电子浓度起主要作用，不符合原子价规则。 （2）键型：金属键（金属－金属）。 （3）组成：电子浓度对应晶体结构，可用化学式表示，可形成以化合物为基的固溶体。 第二节 金属间化合物 3 间隙化合物 （1）形成：尺寸因素起主要作用。 （2）结构 简单间隙化合物（间隙相）：金属原子呈现新结构，非金属原子位于其间隙，结构简单。如面心立方VC。RX/RM0.59. 复杂间隙化合物：主要是铁、钴、铬、锰的化合物，结构复杂。如Fe3C。 RX/RM0.59 （3）组成：可用化学式表示，可形成固溶体，复杂间隙化合物的金属元素可被置换。 （4）键型：共价键和金属键。 第二节 金属间化合物 4 拓扑密堆相 （1）形成：由大小金属原子的适当配合而形成的高密排结构。其空间利用率和配位数都很高，结构复杂。 （2）组成：如AB2。 5 金属化合物的特性 （1）力学性能：高硬度、高强