固体结构2.ppt

ii. σ相（FeCr,FeV,FeMo） iii. μ相（Fe7W6,Co7Mo6） iv. Cr3Si型相 4.超结构（有序固溶体） P54 某些成分接近于一定原子比（如AB、AB3）的无序固溶体，从高温缓慢冷却到某温度以下时，原子会规则排列（有序化）——超结构、超点阵 5.中间相（金属间化合物）的性质和应用 P56 （1）具有超导性质：Nb3Ge,Nb3Al,Nb3Sn,V3Si （2）具有特殊电性能：InTe-PbSe （3）具有强磁性： （4）储氢材料（吸释氢性能） （5）耐热性、耐蚀性 （6）形状记忆合金 第二章 知识总结 晶体学基础 金属的晶体结构 合金相结构 1、晶胞选取原则；7大晶系和14种布拉菲点阵 2、晶面指数和晶向指数； 3、晶带和晶带定律； 4、晶面间距。 三种典型的金属晶体结构：fcc，bcc，hcp----原子数目、原子半径、配位数和致密度 晶体的原子堆垛方式和间隙 多晶性 合金、相 概念，合金分类 固溶体的特点；固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体； 影响固溶度的主要因素：晶体结构、原子尺寸、化学亲和力、原子价因素 间隙固溶体 固溶体的微观不均匀性； 固溶体的性质 中间相的定义和分类； 华北科技学院——机电工程学院 华北科技学院——机电工程学院 华北科技学院——机电工程学院 * 2.2.3 多晶型性： 多晶型性:有些金属（如Fe，Mn，Ti，Co，Sn，Zr等）固态下在不同温度或不同范围内具有不同的晶体结构的性质。 同素异构转变：多晶型的金属在温度或压力变化时，由一种结构转变为另一种结构的过程称为多晶型性转变，也称为同素异构转变。 Fe的多晶型性： 熔点—1394℃：bcc ----δ-Fe 1394—912℃：fcc-------γ-Fe 912 ℃—室温：bcc------α-Fe 课堂练习 Ni的晶体结构为面心立方结构，已知原子半径为0.1243nm，试求Ni的晶格常数和密度。 2.3 合金的相结构 纯金属强度较低，合金强度高，使用更广泛。 几个基本概念 合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或者其他方法组成，并具有金属特性的物质。 组元：组成合金的基本的、独立的物质称为组元。可以是原子，也可以是化合物。二元合金、三元合金、多元合金。 相：合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面（相界）相互隔开的均匀组成部分。 单相合金 多相合金 组织：用肉眼或者借助光学仪器观察到金属内部的情景。 合金的性能 组织的性能 组织中相性能 合金化是改善和提高金属材料性能的最主要途径，它主要依靠各组元之间的相互作用，组成合金相和不同的组织形态来体现的。 合金 固溶体 中间相 置换固溶体 间隙固溶体 正常价化合物 电子化合物 与原子尺寸有关的化合物 有序固溶体（超结构） 又称金属化合物或金属间化合物 组元之间的相互作用 相互溶解，不反应 不相互溶解，不反应 不相互溶解，发生反应 合金的分类 2.3.1 固溶体 概念： 以某组元为溶剂，在其点阵中溶入其它元素原子（溶质）形成的固态溶液 置换固溶体 间隙固溶体 特征：固溶体的晶体结构类型与溶剂相同，但形状有变化：晶格畸变 晶格畸变 固溶体的分类 完全无序固溶体 偏聚固溶体 部分有序固溶体 完全有序固溶体（超结构） 按照溶质原子的分布状态 固溶体的分类 有限固溶体 无限固溶体 根据固溶度的大小 固溶度不同，合金的性能不同 黄金的颜色——七青、八黄、九紫、十赤 固溶体的分类 置换固溶体：溶质原子占据溶剂点阵的阵点 间隙固溶体：溶质原子位于溶剂点阵的间隙 按照溶质原子出现的位置 1)置换固溶体——固溶度的影响因素 a.晶体结构 溶质与溶剂的晶体结构越接近，固溶度↗； 相同时，有可能形成无限固溶体，否则:有限固溶体（表2.9） b. 原子尺寸： 溶质原子与溶剂半径越接近，固溶度↗ 相差大，需要的能量大 c. 电负性（化学亲和力） 溶质与溶剂元素的电负性越接近，固溶度↗ d.原子价因素 （化合价因素） 实质是电子浓度因素的影响； 电子浓度——合金中价电子数与原子数之比，e/a 设溶剂原子价为A，溶质为B，x为溶质的原子数含量，则电子浓度： 对某种溶剂：存在一个最佳的e/a值（极限电子浓度）——满足此条件的溶质的固溶度最大 2)间隙固溶体 （1）形成间隙固溶体的溶质原子通常是半径较小的元素，如C、N、B； （2）溶质原子通常比间隙尺寸大，引起晶格畸变，固均为有限固溶体，而且固溶度一般都很小 （3）固溶度还与间隙的形状和尺寸有关 3)固溶体的微观