13-2.3(1)合金相结构-固溶体-间隙相54.ppt

AB2型正常价化合物 CaF2型晶体点阵 Mg2Pb Mg2Sn Mg2Si 晶体结构： 立方 空间点阵： 面心立方 * A B 1、结合键： 正常价化合物的稳定性与组元间电负性差有关 化合物愈不稳定，愈趋于金属键结合； 化合物愈稳定，愈趋于离子键结合。 Mg: 二价 Si，Sn，Pb: 均为四价，但主量子数依次增大，电负性减小 Mg2Si， Mg2Sn，Mg2Pb 1102℃ 778℃ 550℃ (熔点) 稳定性逐渐减小（反 CaF2型） 从离子键、共价键过渡到金属键为主 2、性能： 硬，脆 * 电负性差愈小， 电负性差愈大， 特点: 2.3.3.3 电子化合物 不符合化合价规律，晶体结构由电子浓度决定的化合物 组成： IB族的贵金属(Ag，Au，Cu)+Fe、Ni、Co、ⅡB、ⅢA、IVA族元素(如Zn，Ga，Ge) * β黄铜 ε黄铜 * β相 电子化合物 CuZn β黄铜 电子浓度=3/2=21/14 晶体结构： 体心立方 空间点阵： 简单立方 * Zn Cu γ相 电子化合物 由20个Cu和32个Zn共52个原子组成的大晶胞 晶体结构：复杂立方 空间点阵：面心立方 * Cu5Zn8 γ黄铜 电子浓度=21/13 CuZn3 Zn ε黄铜电子浓度=7/4=21/12 （MgCd3） ε相 电子化合物 * 晶体结构 密排六方(6个原子团) 空间点阵 简单六方 作业 晶胞中原子数？配位数？ 2.3.3.3 电子化合物 特点: 1、晶体结构取决于电子浓度，组元不同，电子浓度相同，则晶体结构相同； 2、可用化学分子式表示，实际上其成分是在一定范围内变化，可视其为以化合物为基的固溶体，其电子浓度也在一定范围内变化； 3、原子间的结合方式以金属健为主，具有明显的金属特性。 * 2.2.3.4 间隙相 原子半径较小的非金属元素如C，H，N，B等与金属元素(主要是过渡族金属)形成的金属间化合物，为间隙相，非金属元素占据点阵的间隙位置。 rx／rM 非金属(x)和金属(M)原子半径的比值 （简单）间隙相 rx／rM ＜0.59，(H N C)，晶体结构简单 间隙化合物（复杂间隙相） rx／rM ＞0.59，(B C)，晶体结构复杂 * （1）间隙相（简单间隙相） 金属原子占据阵点，非金属原子规则地分布于点阵间隙 原子尺寸因素：rx／rM＜0.414，非金属原子占据四面体间隙 rx／rM＞0.414，非金属原子占据八面体间隙 * A4B (M4X) ----Fe4N N原子 立方晶系 简单立方 空间点阵： 晶体结构： * Fe原子占据面心点阵节点位置 Fe bcc fcc N原子占据体心位置 A2B (M2X) ----W2C w为bcc 空间点阵： 晶体结构： C原子占据6个八面体间隙的一半或12个四面体间隙的四分之一 简单六方 六方晶系 * AB（MX）----VC 与正常价化合物NaCl有何区别？ 晶体结构： 简单立方 空间点阵： 面心立方 * V为体心立方结构 C原子占据八面体间隙 AB2(MX2) ----TiH2 立方晶系 晶体结构： 空间点阵： 面心立方 与正常价化合物AB2（CaF2） 有何区别？ * AB2 (MX2) ----ZrH2 简单立方 晶体结构： 面心立方 空间点阵： * 成对的H原子进入八面体间隙 Zr bcc或hcp 成分 有分子式，在一定范围内波动 可形成间隙固溶体(第二类固溶体) 间隙相可溶解其组成元素，间隙相之间还可相互溶解； 若两间隙相晶体结构相同，原子半径差小于15%，可形成无限固溶体； TiC-ZrC， TiC-VC， NbC-ZrC 结合键 共价键和金属键 性能 金属特性，熔点高，硬度高 间隙相的特点 * 思考题：间隙相与间隙固溶体有何不同? 保持溶剂晶体结构 ? r41％ rx／rM ＞0.59，晶体结构复杂，共价键和金属键 过渡族金属+碳 碳化物为间隙化合物 常见的间隙化合物有 M3C（Fe3C,Mn3C） M7C3(Cr7C3)