1.4

相結(jié)構(gòu)

4h為何工業(yè)上很少使用純金屬,而多使用合金?1合金與相

1合金（1）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)。（2）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。（3）合金系：給定元素以不同的比例而合成的一系列不同成分合金的總稱(chēng)。如Fe-C，F(xiàn)e-Cr等。2合金與相

2相（1）相：材料中結(jié)構(gòu)相同、成分和性能均一的組成部分。（如單相、兩相、多相合金。）

?2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.3合金與相

相的分類(lèi)固溶體：以某一組元為溶劑，在其晶體點(diǎn)陣中溶入其他組元原子所形成的均勻混合的固態(tài)溶體，它的晶體結(jié)構(gòu)與其溶劑相同。中間相（金屬化合物）：組成原子有固定比例，其結(jié)構(gòu)與組成組元均不相同的相，且這種相成分處于AB互溶的溶解度之間，即落在相圖的中間部位。4固溶體

按溶質(zhì)原子位置不同，可分為置換固溶體和間隙固溶體。

5固溶體按固溶度不同，可分為有限固溶體和無(wú)限固溶體。按溶質(zhì)原子分布不同，可分為無(wú)序固溶體和有序固溶體。

?2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.6固溶體1置換固溶體（1）置換固溶體：溶質(zhì)原子位于晶格點(diǎn)陣位置的固溶體。

（2）影響置換固溶體溶解度的因素a原子尺寸因素原子尺寸差越小,越易形成置換固溶體,且溶解度越大?！鱮=(rA-rB)/rA當(dāng)△r<15%時(shí)，有利于大量互溶?！鱮≥15%時(shí)，△r越大則溶解度越小。7固溶體

b晶體結(jié)構(gòu)因素結(jié)構(gòu)相同，溶解度大，有可能形成無(wú)限固溶體。

c電負(fù)性因素（化學(xué)親和力）電負(fù)性差越小，越易形成固溶體，溶解度越大。電負(fù)性差越大，越易形成化合物，溶解度越小。

8電子濃度是合金中價(jià)電子數(shù)目與原子數(shù)目的比值即e/a（A，B分別為溶劑和溶質(zhì)原子的原子價(jià)，x為溶質(zhì)的原子數(shù)分?jǐn)?shù)（%）d原子價(jià)因素（電子濃度因素）隨著溶質(zhì)原子價(jià)的增大，其溶解度極限減小合金在最大溶解度時(shí)的電子濃度接近于1.4.該值為極限電子濃度9固溶體--間隙固溶體定義：溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙而形成的固溶體組成：原子半徑較?。ㄐ∮?.1nm)的非金屬元素（H、C、B、N）溶入金屬晶體的間隙。影響因素：原子半徑和溶劑結(jié)構(gòu)（間隙數(shù)目和尺寸）。溶解度：一般都很小，只能形成有限固溶體。10為什什么么碳碳原原子子在在-Fe中中的的溶溶解解度度大大于于在在-Fe中中的的溶溶解解度度？？碳原原子子在在-Fe中中的的溶溶解解度度是是2.11%，，而而在在-Fe中中的的溶溶解解度度僅僅為為0.0218%。。11固溶溶體體--微微觀觀不不均均勻勻性性固溶溶體體中中溶溶質(zhì)質(zhì)原原子子的的分分布布方方式式取取決決于于固固溶溶體體中中同同類(lèi)類(lèi)原原子子EAA、EBB和異異類(lèi)類(lèi)原原子子間間結(jié)結(jié)合合能能EAB的相相對(duì)對(duì)大大小小。。EAB=1/2(EAA+EBB)---完完全全無(wú)無(wú)序序EAB>1/2(EAA+EBB)---偏偏聚聚EAB<1/2(EAA+EBB)---短短程程有有序序、、長(zhǎng)長(zhǎng)程程有有序序。溶質(zhì)質(zhì)原原子子呈呈長(zhǎng)長(zhǎng)程程或或完完全全有有序序分分布布的的固固溶溶體體，，稱(chēng)稱(chēng)為為有有序序固固溶溶體體12固溶溶體體4固固溶溶體體的的性性質(zhì)質(zhì)(1））點(diǎn)點(diǎn)陣陣常常數(shù)數(shù)改改變變（2））產(chǎn)產(chǎn)生生固固溶溶強(qiáng)強(qiáng)化化現(xiàn)象象：：固固溶溶體體的的強(qiáng)強(qiáng)度度和和硬度度高高于于純純組組元元，，塑性性則則較較低低。。概念念：：固固溶溶強(qiáng)強(qiáng)化化－－由由于于溶溶質(zhì)質(zhì)原子子的的溶溶入入而而引引起起的的強(qiáng)化化效效應(yīng)應(yīng)。。間隙隙固固溶溶體體的的強(qiáng)強(qiáng)化化效效果高高于于置置換換固固溶溶體體。。如產(chǎn)產(chǎn)生生柯柯氏氏氣氣團(tuán)團(tuán)或或有序序強(qiáng)強(qiáng)化化。。（3））物物理理、、化化學(xué)學(xué)性性能能改改變變?2003Brooks/Cole,adivisionofThomsonLearning,Inc.ThomsonLearning?isatrademarkusedhereinunderlicense.13中間間相相(金金屬屬間間化化合合物物））概念念：：由由金金屬屬與與金金屬屬，，或或金金屬屬與與類(lèi)類(lèi)金金屬屬元元素素之之間間形形成成的的化化合合物物，，也也稱(chēng)稱(chēng)為為金金屬屬間間化化合合物物。。鍵合合方方式式：：金金屬屬鍵鍵與與其其他他鍵鍵相相混混合合特性性：：具具有有金金屬屬性性種類(lèi)類(lèi)：：正正常常價(jià)價(jià)化化合合物物、、電電子子化化合合物物（（電電子子相相））、、原原子子尺尺寸寸因因素素化化合合物物。。14金屬屬間間化化合合物物正常常價(jià)價(jià)化化合合物物形成成：：電電負(fù)負(fù)性性差差起起主主要要作作用用，，符符合合原原子子價(jià)價(jià)規(guī)規(guī)則則。。鍵型型：：隨隨電電負(fù)負(fù)性性差差的的減減小小，，分分別別形形成成離離子子鍵鍵、、共共價(jià)價(jià)鍵鍵、、金金屬屬鍵鍵。。組成成：：AB或或AB2。如如MnS,Mg2Si.電子子化化合合物物（（電電子子相相））形成成：：電電子子濃濃度度起起主主要要作作用用，，不不符符合合原原子子價(jià)價(jià)規(guī)規(guī)則則。。鍵型型：：金金屬屬鍵鍵（（金金屬屬－－金金屬屬））。。特點(diǎn)點(diǎn)：：晶晶體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)主主要要取取決決于于電電子子濃濃度度，，可可用用化化學(xué)學(xué)式式表表示示，，可可形形成成以以化化合合物物為為基基的的固固溶溶體體。。15電子子濃濃度度化化合合物物晶晶體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與電電子子濃濃度度的的關(guān)關(guān)系系電子濃度AB原子半徑關(guān)系晶體結(jié)構(gòu)3/2（21/14）相近密排六方相差較大體心立方21/13-黃銅型結(jié)構(gòu)7/4（21/12）密排六方16金屬屬間間化化合合物物與原子子尺尺寸寸因因素素有有關(guān)關(guān)的的化化合合物物形成成：：與與原原子子尺尺寸寸差差別別有有關(guān)關(guān)。。原原子子半半徑徑差差較較大大易易形形成成間間隙隙化化合合物物，，中中等等程程度度差差別別易易形形成成拓拓?fù)鋼涿苊芏讯严嘞唷?。?duì)于于原原子子半半徑徑差差較較大大的的情情況況RX/RM<0.59：：簡(jiǎn)單單間間隙隙化化合合物物（（間間隙隙相相））金屬屬原原子子呈呈現(xiàn)現(xiàn)新新結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，非非金金屬屬原原子子位位于于其其間間隙隙，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單。。如如過(guò)過(guò)渡渡金金屬屬的的氫氫化化物物和和氮氮化化物物以以及及部部分分碳碳化化物物。。RX/RM>0.59：：復(fù)雜雜間間隙隙化化合合物物：主主要要是是鐵鐵、、鈷鈷、、鉻鉻、、錳錳的的化化合合物物，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)復(fù)雜雜。。如如過(guò)過(guò)渡渡族族金金屬屬的的硼硼化化物物和和部部分分碳碳化化物物。。。17金屬屬間間化化合合物物拓?fù)鋼涿苊芏讯严嘞啵?））形形成成：：由由大大小小金金屬屬原原子子的的適適當(dāng)當(dāng)配配合合而而形形成成的的高高密密排排結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)。。其其空空間間利利用用率率和和配配位位數(shù)數(shù)都都很很高高，，結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)復(fù)復(fù)雜雜。。（2））組組成成：：如如AB2。5金金屬屬化化合合物物的的特特性性（1））力力學(xué)學(xué)性性能能：：高高硬硬度度、、高高強(qiáng)強(qiáng)度度