西工大材料科学基础i第2章-答案.doc

西工大材料科学基础i第2章-答案.doc:..。,N,H,O,B等非金属元素所组成不冋点晶体结构属于固熔体相,保持熔剂的晶格类型属于金属化合物相,形成不同于其组元的新点阵表达式用a、卩、丫等表示用化学分子式MX,M2X等表示机械性能强度、硬度较低,塑性、韧性好高硬度、高熔点,甥性、,其中各组元原子分别占据各自的布拉菲点阵——称为分点阵,整个固熔体就是由各组元的分点阵组成的复杂点阵,也叫超点阵或超结构。这种排列和原子之间的结合能(键)有关。结合能愈大,原子愈不容易结合。如果异类原子间结合能小于同类原子间结合能,即Eab<(Eaa十Ebb)/2,则熔质原子呈部分有序或完全有序排列。有序化的推动力是混合能参量(严=£ab—1/2(Eaa+Ebb))占v0,而有序化的阻力则是组态爛;升温使后者对于自由能的贡献(・TS)增加,达到某个临界温度以后,则紊乱无序的固熔体更为稳定,有序固熔体消失,而变成无序固熔体。,上述元素在Ag中的固熔度(摩尔分数)受原子价因素的影响,即价电子浓度e/a是决定固熔度(摩尔分数)的一个重要因素。它们的原子价分别为2,3,4,5价,Ag为1价,相应的极限固熔度时的电子浓度可用公式c=Za(1—Xb)+Zb^b计算。式中,ZA,Zb分别为A,B组元的价电子数;加为B组元的摩尔分数。上述元素在固溶度(摩尔分数),,,・Fe为体心立方点阵,致密度虽然较小,但是它的间隙数目多且分散,因而间隙半径很小:rE=,R=;i•八=,R=,N,C,B等元素熔人。u・Fe中形成间隙固熔体,由于尺寸因素相差很大,所以固熔度(摩尔分数)都很小。例如N在a-Fe中的固熔度(摩尔分数)在590°C时达到最大值,约为WN=,在室温时降至VVN=;C在a・Fe中的固溶度(摩尔分数)在lire时达最大值,仅为Wc=,在室温时降至Wc=,可以认为碳原子在室温几乎不熔于a・Fe中,微量碳原子仅偏聚在位错等晶体缺陷附近。假若碳原子熔入。a・Fe中时,它的位置多在a・Fe的八面体间隙中心,因为。(i・Fe中的八面体间隙是不对称的,形为扁八面体,[100]方向上间隙半径r=,而在[110]方向上,r=0・633R,当碳原子熔入时只引起一个方向上的点阵畸变。硼原子较大,熔人间隙更为困难,有时部分硼原子以置换方式熔人。氢在a-Fe中的固熔度(摩尔分数)也很小,且随温度下降时迅速降低。以上元素在y-Feo中的固熔度(摩尔分数)较大一些。这是因为Y・Fe具有面心立方点阵,原子堆积致密,间隙数目少,故间隙半径较大:rA=,R=;r四=,R=。故上述原子熔入时均处在八面体间隙的中心。如碳在y-Fe中最大固熔度(质量分数)为Wc=;氮在y-Fe中的最大固熔度(质量分数)