固态合金的相结构.ppt

主讲教师
李香芝
§2-2 金属间化合物
§2-1 固溶体
《材料科学基础》
第二章合金的相结构
《材料科学基础》
§2-1 固溶体

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第一节
合金:由两种或两种以上的元素(至少
一种金属元素)经熔炼、烧结等组合而成的具有金属特性的物质。
保持溶剂晶体结构;
成分可变结构不变,在相图中为一个相区;
保持金属键结合;
产生固溶强化。
二、固溶体分类
:
置换固溶体间隙固溶体
:
有限固溶体无限固溶体
:
有序固溶体无序固溶体
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第一节
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置换固溶体-溶质原子占据溶剂陣点位置所形成的。
固溶体. Cu(Ni)或 Ni(Cu )
三、置换固溶体
分类
无限固溶体:Cu-Ni、Au-Ag…
有限固溶体:Cu-Zn(39%)、Cu-Sn(9%)
无序固溶体:Cu-Ni、Au-Ag、Cu-Zn
有序固溶体:Cu-25%Au(Cu3Au)..
形成无限固溶体时两组元原子连续置换示意图
第一节
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原子半径相近两类原子相互溶解Cu-Ni 、 Cu-Zn;
保持溶剂晶体结构;
溶剂原子占据陣点位置;
产生固溶强化-随着溶质原子的溶入导致固溶体的
晶格畸变增加,从而使σb、HB↑、δ及αk稍↓现象
特性
无序置换固溶
体结构示意图
有序固溶体
Cu3Au
置换固溶体点阵畸变示意图
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第一节
晶体结构因素
原子尺寸因素
影响置换固溶体溶解度因素
负电性因素
电子浓度因素
晶体结构因素
●组元间晶体结构相同是形成无限固溶体的必
要条件。(如:Cu-Ni合金无限固溶体)
●形成有限固溶体时,溶质元素与溶剂的结构
类型相同,则溶解度通常也较不同结构时为大。
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电子浓度因素(化合价因素)
电子浓度
v- 溶剂的原子价
u- 溶质的原子价
x- 溶质的摩尔分数
极限电子浓度:形成固溶体的最大溶解度时对应的值。
一定溶剂的晶体结构对应一定的极限电子浓度值。
结构的金属为溶剂时,
结构的金属为溶剂时,
如: Cu(Ni-无限)合金
如: Cu(Zn-39%)合金
Cu(Sn-9%)合金
只有0价或1价的元素与1价的元素相互溶解有可能形成无限固溶体。超过极限电子浓度值越大溶解度越小,过渡族元素化合价为”零”价.
(如:Cu一1价,Ni一0价)
元素的化合价
化合价因素小结
原子尺寸因素
只有当△r<14%~15%才可能无限互溶。
●以Fe为溶剂时△r<8%才可能无限互溶。
●以Cu为溶剂时△r<10%~11%才可能无限互溶。
原因是:△r越大晶格畸变越大,溶解度越小。
如:Cu(Ni-无限)合金-
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-溶剂原子半径
-溶质原子半径