固溶体
- 基本概念:溶质溶入溶剂,形成均一结晶相,保持溶剂点阵结构
- 置换固溶体、间隙固溶体(溶质原子所处的位置
- 有限固溶体、无限固溶体(溶质含量
- 有序固溶体、无序固溶体(溶质聚集状态
固溶度:溶剂溶解溶质的能力
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置换固溶体
- 形成条件:当溶剂和溶质原子大小相差不大时,可形成置换固溶体
- 影响固溶度的因素
- 组元晶体结构越相似,固溶度越大
- 原子的尺寸:尺寸差别越小 畸变越小 固溶度越大
- 电负性:电负性相似 化学亲和力小 有利于形成固溶体
- 原子价:电子浓度=价电子数 / 原子总数 电子浓度低 固溶度大
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间隙固溶体
- 形成条件:溶质原子尺寸较小,与容积原子间隙较接近时
- 固溶度:
- 溶质原子尺寸与溶剂晶体结构间隙 不可能获得无限固溶体
- 溶质引起较大点阵畸变 固溶度较小
- 晶体结构
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固溶体的均匀性
- 同类、异类原子间亲和力相同 原子随机分布 无序固溶体
- 同类原子间亲和力大,异类小 同类原子偏聚 偏聚型固溶体
- 同类原子间亲和力小,异类大 相间排列 有序固溶体
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固溶体的点阵畸变
- 置换式
溶质原子 > 溶剂原子 膨胀 点阵常数增大
溶质原子 < 溶剂原子 收缩 点阵常数减小
- 间隙式
溶质原子一般均大于间隙 膨胀 点阵常数增大
金属间化合物
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组元A + 组元B 相C C是一个全新的相
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特点
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按一定原子比例结合
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有序排列 异类原子结合力强 电负性差异大
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相C性能不同于A、B 结构与A、B不同
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原子尺寸差、电子浓度、电负性 化合物类型
- 电负性 键合性质
差异大,离子键;差异小,金属键化合物。
- 电子浓度 电子化合物
- 原子尺寸因素(几何因素)
间隙相、间隙化合物、拓扑密堆相、 结构
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主要类型
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正常价化合物
- 符合原子价规则
- 电负性越大,稳定性越高
- 离子键、共价键以及金属键
- 不易变形、硬脆 一般由金属与非金属形成
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电子化合物
- 结构主要取决于电子浓度、原子尺寸、对电负性影响较小
- 电子浓度可以有一定的变化范围 成分可以在一定范围内变化 以化合物为基的固溶体
- 有时为了维持晶胞中的电子浓度 出现空位 缺位固溶体或缺陷相
- 金属键 呈金属性
- 1B 族或过渡族金属元素 + 2B,3A,4A族元素
电子浓度为 体心立方结构( 相)
电子浓度为 $\dfrac{21}{13} $ 复杂立方结构( 相)
电子浓度为 密排六方结构( 相)
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间隙相与间隙化合物
- 结构简单 间隙相; 结构复杂 间隙化合物
- 间隙相
- 几何:非金属原子按一定规则位于体心、面心、密排六方的间隙位置 形成新的点阵结构
- 分类:非金属原子占据间隙位置、数量 划分间隙相的类型
- 特点:成分有变化范围;相同结构的间隙相可以互溶;硬、脆、熔点高;离子键、共价键、金属键
- 间隙化合物
- 小原子尺寸比间隙大很多 点阵畸变严重 结构复杂 间隙化合物
- 间隙相、间隙化合物、间隙固溶体异同
- 共同点:小原子占据间隙位置
- 不同点
- 小原子随机分布 大小原子点阵不能合并 保留大原子点阵 间隙固溶体
- 小原子有规律分布,大小原子数量成比例
大小原子点阵可合并成新点阵
- 结构简单 间隙相
- 结构复杂 间隙化合物
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拓扑密堆相(TCP相)
- 大小原子适当的配比,小原子构成按一定顺序堆垛形成的密排面,大原子膨胀其中,构成全部或主要是四面体间隙的复杂结构
- 密排四面体按一定次序堆垛而成
- 每个四面体顶点由同类原子占据,且彼此相切
- 以四面体紧密堆积,空间利用率及配位数(12、14、15、16)都很高,具有拓扑学特点
- 型的Laves相, 型 相, 等
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具有砷化镍结构的相
- 较大原子组成密排六方,较小原子形成简单六方穿插其中
- 砷原子构成密排六方,镍原子占据八面体间隙,两类原子形成层状结构
- 结合键介于离子键和金属键之间
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陶瓷晶体相与玻璃相
有砷化镍结构的相
- 较大原子组成密排六方,较小原子形成简单六方穿插其中
- 砷原子构成密排六方,镍原子占据八面体间隙,两类原子形成层状结构
- 结合键介于离子键和金属键之间
陶瓷晶体相与玻璃相
由于是非专业领域暂不做研究。