一般工程材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(完整版)
【正文】 物是由一種或幾種簡(jiǎn)單低分子化合物經(jīng)聚合而組成的分子量很大（ 103～ 106之間）的化合物。例如左圖 CuZn合金中，當(dāng)電子濃度為 3/2時(shí)，形成化合物 CuZn，其晶體結(jié)構(gòu)為 BCC(簡(jiǎn)稱(chēng)為 β相 )。 晶格畸變示意圖 固溶強(qiáng)化 ?（ 2）化合物 ?當(dāng)元素之間不具備形成固溶體的條件或溶質(zhì)含量超過(guò)了溶劑的溶解度時(shí)，在合金中往往會(huì)出現(xiàn)新相，新相的結(jié)構(gòu)不同于合金中任一組元，這種新相稱(chēng)為 化合物 。 有序固溶體示意圖 ?（ 1）固溶體（ solid solution） ④固溶體的性能特點(diǎn) 形成固溶體時(shí)， 由于溶質(zhì)原子的溶入而使固溶體的晶格發(fā)生畸變， 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力增加，從而提高了材料的強(qiáng)度和硬度，這種現(xiàn)象稱(chēng)為固溶強(qiáng)化。 圖 固溶體的兩種類(lèi)型 置換固溶體→ ← 間隙固溶體 ?（ 1）固溶體（ solid solution） ?②按固態(tài)溶解度分類(lèi) : ? 在一定條件下，溶質(zhì)原子在固溶體中的濃度有一定限度，超過(guò)此限度就不再溶解了。由給定組元可按不同比例配制出一系列不同成分的合金，這一系列合金就構(gòu)成一個(gè)合金系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)合金系。 例如左下圖所示工業(yè)純鐵的顯微組織就是由單相 α構(gòu)成的組織，而正下圖所示共析碳鋼的顯微組織則是由 α相與 Fe3C相層片交替、相間分布共同構(gòu)成的組織（即稱(chēng)珠光體）。 ?（ 2）相（ phase） 材料中具有同一聚集狀態(tài)、同一化學(xué)成分、同一結(jié)構(gòu)并與其它部分有界面分開(kāi)的均勻組成部分 稱(chēng)為 “ 相 ” 。 若材料是由成分、結(jié)構(gòu)相同的同種晶粒構(gòu)成的，盡管各晶粒之間有界面隔開(kāi)，但它們?nèi)詫儆谕环N相。而普通陶瓷則由右下圖所示晶相、玻璃相和氣相所組成。兩組元組成的為二元系，三組元組成的為三元系等。這一限度稱(chēng)為溶解度或固溶度，這種固溶體稱(chēng)為有限固溶體，大部分固溶體都屬于此類(lèi) (間隙固溶體只能是有限固溶體 )。 一般說(shuō)來(lái)，固溶體的硬度、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等總比組成其純組元的平均值高，隨溶質(zhì)原子濃度的增加，硬度和強(qiáng)度也隨之提高 （如左下圖所示）。在陶瓷材料中，通常材料的組元即為某化合物。電子濃度為21/13時(shí)，形成化合物 Cu5Zn8，其晶體結(jié)構(gòu)為復(fù)雜立方晶格 (稱(chēng)為 γ相 )等。其分子量雖大，但化學(xué)組成確比較簡(jiǎn)單，它通常是以 C為骨干，與 H、 O、 N、 S或 P、 Cl、 F、 Si等中的一種或一種以上元素結(jié)合構(gòu)成，其中主要是碳?xì)浠衔锛把苌铩? ????? ??????? ?? ?C202200 大氣壓，均聚過(guò)氧物引發(fā)劑?系指大分子的結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、鍵接方式、空間構(gòu)型、支化及交聯(lián)等。 具有體型結(jié)構(gòu)的聚合物，主要特點(diǎn)是脆性大、彈性和塑性差，但具有較好的耐熱性、難溶性、尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度。取向的聚合物材料有明顯的各向異性，而未取向時(shí)則是各向同性。 三維立體的照片把聚乙烯球晶的球狀形貌表現(xiàn)得特別逼真 ， 比一般球晶的黑十字消光圖案更能說(shuō)明問(wèn)題 。 （３）碳化物結(jié)構(gòu) 金屬和碳形成的是以金屬鍵與共價(jià)鍵之間的過(guò)渡狀態(tài)的化合物，如 Fe3C、 TiC。因此，工業(yè)陶瓷中玻璃相含量較多，需控制在 20%～ 40%范圍內(nèi)；而特種陶瓷中玻璃相含量極少。 ?由于工程上實(shí)際應(yīng)用的金屬材料多為合金，因此 掌握合金相結(jié)構(gòu)的基本類(lèi)型、分類(lèi)、性能特點(diǎn)及在合金中的地位與作用是十分必要的。 ?非晶態(tài)材料又稱(chēng)無(wú)定形材料、玻璃態(tài)材料等，其結(jié)構(gòu)特征如下： ?（ 1）結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)程無(wú)序性和短程有序性 利用 X射線衍射方法測(cè)定非晶態(tài)材料的結(jié)構(gòu)，最主要的信息是徑向分布函數(shù)，用它來(lái)描述材料中的原子分布。 2. 非晶態(tài)材料的特性與應(yīng)用 ?利用 非晶態(tài)合金的高強(qiáng)度、高硬度和高韌度， 可用以制作輪胎、傳送帶、水泥制品及高壓管道的增強(qiáng)纖維，刀具材料如保安刀片已投放市場(chǎng)，壓力傳感器的敏感元件。非晶態(tài)合金的 耐蝕性（中性鹽溶液、酸性溶液等）明顯優(yōu)于不銹鋼， 用其制造耐腐蝕管道，電池的電極，海底電纜屏蔽，磁分離介質(zhì)及化工用的催化劑，污水處理系統(tǒng)中的零件等都已達(dá)實(shí)用階段。 可以看出， 非晶態(tài)的圖形 與液態(tài)很相似但略有不同，而和完全無(wú)序的氣態(tài)及有序的晶態(tài)有著明顯的區(qū)別。 閱讀材料 1 非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與非晶態(tài)材料 Amorphous structures and amorphous materials
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1