【正文】 化的重要方式之一 。 如 Mg2Si、Mg2Sn、 ZnS、 ZnSe、 SiC等 。熔點(diǎn)和硬度都很高 ,塑性較差 ,是許多有色金屬中的強(qiáng)化相 . 表 312 常見的電子化合物及其結(jié)構(gòu)類型 合金系 電 子 濃 度 β 相 γ 相 ε 相 晶 體 結(jié) 構(gòu) 體心立方晶格 復(fù)雜立方晶格 密排六方晶格 CuZn CuZn Cu5Zn8 CuZn3 CuSn Cu5Sn Cu31Sn8 Cu3Sn CuAl Cu3Al Cu9Al4 Cu5Al3 CuSi Cu5Si Cu31Si8 Cu3Si FeAl FeAl NiAl NiAl 322114( ) 2113 742112( ) 3．間隙相與間隙化合物 間隙相和間隙化合物是由過渡族金屬元素與碳、氮、氫、硼等原子半徑較小的非金屬元素形成的金屬化合物。因而間隙相是高合金鋼和硬質(zhì)合金中的重要組成相。它們也具有很高的熔點(diǎn)和硬度，因而也是鋼中重要的強(qiáng)化相。 脫離平衡位置的原子大致有三個(gè)去處。 3．置換原子 占據(jù)在原來基體原子平衡位置上的異類原子稱為置換原子 。 1. 位錯(cuò)的類型 兩種基本類型： 刃型位錯(cuò) 和 螺型位錯(cuò) 。符合右手螺旋法則的稱為右螺型位錯(cuò)，符合左手螺旋法則的稱為左螺型位錯(cuò)。 圖 343 螺型位錯(cuò)柏氏矢量的確定 實(shí)際晶體的柏氏回路 (b)完整晶體的相應(yīng)回路 混合位錯(cuò)的特點(diǎn) 混合位錯(cuò)的柏氏矢量既不垂直也不平行于位錯(cuò)線 ， 而是與位錯(cuò)線交成不同角度 。 包括晶體的外表面 (即通常所說的表面或自由表面 )和內(nèi)界面兩類，其中內(nèi)界面又包括晶界、亞晶界、孿晶界、相界和層錯(cuò)等。 亞晶粒之間的界面叫 亞晶界 。 圖 353 大角晶界模型 （ 3）晶界特性 晶界上的原子由于排列不規(guī)則而處于較高的能量狀態(tài)。 （ 4） 當(dāng)材料中加入某些微量元素時(shí) ， 那些能降低晶界能的元素 ， 將優(yōu)先富集于晶界 ， 這種現(xiàn)象叫內(nèi)吸附 ， 以區(qū)別于外表面的吸附 。而在急冷條件下，雖然形核與長大的結(jié)晶過程受到抑止，但也發(fā)生了連續(xù)地整體的凝固，卻得到了保留液態(tài)短程有序結(jié)構(gòu)的 非晶態(tài)金屬 或稱之為 金屬玻璃 。 3. 三種典型晶胞具有不同的結(jié)構(gòu)特征，可從晶格常數(shù)、晶胞原子數(shù)、原子半徑、配位數(shù)、致密度、間隙和堆垛方式等方面進(jìn)行比較，并可計(jì)算原子的體密度、面密度和線密度。 小結(jié) (2) The End! 。 5. 合金相結(jié)構(gòu)有固溶體和中間相兩類 。由于非晶態(tài)無晶界、相界、位錯(cuò)和成份偏析，所以有很高的抗腐蝕性以及高電阻率、高磁導(dǎo)率、低磁損和低的聲波衰減率等特性， 用 x射線衍射分析晶體結(jié)構(gòu) X射線衍射分析法是通過 X射線衍射對金屬材料的相結(jié)構(gòu)、內(nèi)應(yīng)力、相變、晶體缺陷和結(jié)構(gòu)等進(jìn)行定性和定量分析的方法。 3．孿晶界 當(dāng)晶體一部分原子以某一晶面為共有面而與另一部分原子保持鏡面對稱的位向關(guān)系時(shí)，稱此部分晶體為孿晶，孿晶之間的界面為 孿晶界 。晶粒長大和晶界的平直化都可以減小晶界的總面積，從而降低晶界的總能量。的為 小角度晶界 ；相鄰晶粒位向差大于 10176。 處于這種界面上的原子，由于其周圍環(huán)境與晶體內(nèi)部不同，受力處于非平衡狀態(tài)，其中受到的內(nèi)部原子作用力顯著大于外部介質(zhì)原子或分子的作用力。 圖 344 混合位錯(cuò)的柏氏矢量 3．位錯(cuò)運(yùn)動 位錯(cuò)的運(yùn)動主要包括： （ 1）位錯(cuò)的滑移 （ 2） 位錯(cuò)的攀移 （ 1）位錯(cuò)的滑移 位錯(cuò)沿滑移面的移動稱為滑移運(yùn)動。 圖 340 混合位錯(cuò) (a)晶體的局部滑移形成混合位錯(cuò) (b)混合位錯(cuò)附近原子組態(tài)的俯視圖 2. 柏氏矢量與柏氏回路 柏氏矢量 ：用來描述位錯(cuò)區(qū)域晶格畸變總量的大小和方向的矢量，用 b表示。晶格畸變 “ 管道 ” 的中心線，即多余半原子面端部刃口的原子列 (圖中 處 )，稱為刃型位錯(cuò)線。 置換原子與間隙原子，在材料的強(qiáng)化過程中起著很重要的作用。 在熱平衡狀態(tài)下 ， 晶體中主要是形成 肖脫基空位 。 晶體缺陷 晶體缺陷 ：實(shí)際晶體中 ， 總是存在一些原子排列偏離理想狀態(tài)的不完整區(qū)域 ， 出現(xiàn)原子排列的不完整性 ， 稱為 晶體缺陷 。 20 2650 3608177。 (1) 間隙相 當(dāng)非金屬原子半徑與金屬原子半徑的比值小于 ， 將形成具有簡單晶體結(jié)構(gòu) (如面心立方 、 體心立方 、 密排六方和簡單六方等 )的金屬化合物 ， 稱為 間隙相 。 例如： AB型具有 NaCl或 ZnS結(jié)構(gòu) ，AB2型具有 CaF2結(jié)構(gòu) ， A2B型為反 CaF2結(jié)構(gòu) ， A3B2型則具有反 M2O3型結(jié)構(gòu) (M表示金屬 )。 中間相通?？捎没瘜W(xué)式表示其組成。 形成間隙固溶體的溶質(zhì)元素通常為原子半徑小于 ， 如氫 、 氧 、 氮 、碳 、 硼等 (其相應(yīng)的原子半徑分別為 、 、 、 )， 而溶劑元素大都是過渡族金屬元素 。 C = e / a = V ( 1 0 0 X) + V XA B電子 100固溶度與電子濃度的關(guān)系 固溶體的固溶度與電子濃度密切相關(guān)： 當(dāng)溶劑元素為一價(jià)的面心立方金屬時(shí)，不同溶質(zhì)元素的最大固溶度所對應(yīng)的極限電子濃度均為 ； 當(dāng)溶劑元素為一價(jià)的體心立方金屬時(shí)，其極限電子濃度約為 。 圖 326 固溶體的兩種類型 (a)置換固溶體 (b)間隙固溶體 1. 置換固溶體 置換固溶體的固溶度主要受以下因素影響： （ 1）原子尺寸因素 （ 2）電負(fù)性因素 （ 3）電子濃度因素 （ 4）晶體結(jié)構(gòu)因素 （ 1）原子尺寸因素 原子尺寸因素可用溶劑、溶質(zhì)原子半徑之差與溶劑原子半徑之比描述，即△ r＝｜ rArB｜ /rA。 而組織是決定材料性能的一個(gè)重要因素 。 組元 ：組成合金的最基本的 、 獨(dú)立的物質(zhì) 。 微晶結(jié)構(gòu)材料因晶粒細(xì)小，成分均勻（使偏析范圍由模鑄的幾毫米減至 ～ ）， 增加了空位、位錯(cuò)和層錯(cuò)等缺陷，形成了新的亞穩(wěn)態(tài)相等多種因素，使微晶合金材料具有高強(qiáng)度、高硬度、良好的韌性、較高的耐磨性、耐蝕性，抗氧化性、抗輻射穩(wěn)定性也比一般晶態(tài)金屬有很大的提高。 多晶與單晶材料 多晶體中的各個(gè)單晶體往往呈顆粒狀 ， 不具有規(guī)則的外形 。 原子線密度 原子的線密度是指某晶向單位長度所包含的原子數(shù)。不同晶體結(jié)構(gòu)中不同晶面、不同晶向上的原子排列方式和排列密度也不同，因而具有不同的原子 面密度 和 線密度 。 它與晶格常數(shù) a有一定的關(guān)系 : 體心立方晶胞其原子半徑 : a為晶格常數(shù)； 面心立方晶胞其原子半徑； 密排六方晶胞其原子半徑 : ar 43?ar 42?ar 21? 配位數(shù) 配位數(shù)是指晶格中任一原子周圍與其最近鄰且等距離的原子數(shù)目 。晶面指數(shù)的一般表示形式為 (hkl)， 其確定步驟為： (1)選定 不 在欲求晶面上的某一晶胞陣點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn) ， 以避免出現(xiàn)零截距； (2)以晶胞三條棱邊為坐標(biāo)軸 ， 以晶胞邊長為單位長度 ，求出待定晶面與三個(gè)軸的截距 。 體心立方晶胞 圖 34 體心立方晶胞 面心立方晶胞 圖 35 面心立方晶胞 密排六方晶胞 圖 36 密排六方晶胞 晶向與晶向指數(shù) 晶向 ： 晶體中任意兩個(gè)原子之間的連線稱為原子列，其所指方向稱為 晶向 。 ,γ=120176。 (a)原子堆垛模型 圖 31 原子堆垛與晶格示意圖 晶胞 晶胞的幾何特征可以用晶胞的三條棱邊長 a、 b、 c和三條棱邊之間的夾角 α 、 β 、γ 等六個(gè)參數(shù)來描述。3 晶體結(jié)構(gòu) 晶體的特征 空間點(diǎn)陣與晶胞 晶系與布喇菲點(diǎn)陣 典型的晶體結(jié)構(gòu) 晶向與晶向指數(shù) 晶面與晶面指數(shù) 三種典型晶體結(jié)構(gòu)的比較 原子體密度、面密度和線密度