第二章 合金和陶瓷的相结构.pdf

第2章合金和陶瓷的相结构 主讲人武建军教授 纯物质（例如纯金属）难以得到，而且 除了导热、导电性能以外，性能也往往 不能满足要求（如力学性能）； 实用材料大多为多种元素组成，混合至 原子尺度，如合金。 相是体系中均匀（指凝聚状态、结构、 成分）的组成部分，相与相之间有界面 分开。 2 2.1 固溶体 固溶体是溶质(原子等)溶入溶剂(晶格)的适当位 置所形成的均一(结晶)相。 固溶体仍然保持溶剂的晶体结构 溶质组元的位置和浓度不确定 但是由于加入溶质，与纯溶剂相比晶格常数发生 改变（晶格畸变），性能也相应发生变化。 3 一、固溶体的类型 ⎧ ⎧ ⎧ ⎧无限固溶体 ⎪ ⎪ ⎪按固溶度分⎨ ⎪ ⎪ ⎪ ⎩有限固溶体 ⎪ ⎪置换式固溶体⎨ ⎪⎪按溶质所占位置⎪⎪ ⎪⎪按原子排列的程序性分⎨⎧无序固溶体 ⎪ ⎨⎪ ⎩ ⎩有序固溶体 固溶体⎨ 间隙固溶体 有限固溶体 ⎪ : ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪ ⎪⎩缺位固溶体：某一组分与理想组分相比相对缺少 ⎪ 端际固溶体 初级固溶体 以纯元素为基的固溶体 ⎧ , : ⎪按基体类型⎨ 次级固溶体 以化合物为基的固溶体 ⎩ ⎩ : 4 两类典型的固溶体 5 二、置换固溶体 1 置换固溶体的组成 溶质组元取代部分溶剂粒子 溶质粒子位于晶格节点位置 原子尺寸、晶体结构、电负性等相近的组元容易形成 置换固溶体 溶解度可能很大 6 连续置换示意图 7 2、影响溶解度的因素 （1）原子尺寸 因素：溶质与 溶剂原子半径 的相对差小于 14~15%，引 起的晶格畸变 较小才可能形 成溶解度较大 甚至无限溶解 的固溶体。 同样浓度时原 子尺寸差别较 大，引起性能 变化更大些 8 （2）晶体结构因素 晶体结构相同是组元间形成无限固溶体的必 要条件。 形成有限固溶体时，溶质元素与溶剂