【正文】 ositionStrukturberichtPearsonSymbolPrototypeSpaceGroupLatticeParametersInternalParametersTi(alpha)A3 hP2 MgP63/mmc(194)a=nmc=nm NoneTi(ω) C32 hP3 AlB2P6/mmm(191)a=nmc=nm NoneTi(beta)A2 cI2 W Im3m(229) a=nm NoneAlTi3 D019 hP8 Ni3SnP63/mmc(194)a=nmc=nmx=3Date 118AlTi L10tP2AuCuP4/mmm(123)a=nmc=nm NoneAl5Ti3 tP32 I4/mbmAl2TitI24Ga2HfI41/amd(141)a=nmc=nmUnknownAl3TiD022tI8Al3TiI4/mmm(139)a=nmc=nm NoneAl A1 cF4 Cu Fm3m(225) a=nm NoneDate 119一些關(guān)于表面結(jié)構(gòu)的知識：1. 表面并不是光滑的；2. 表面原子有著多種不同的周圍環(huán)境：如附加原子、臺階附加原子、單原子臺階、平臺、平臺空位、扭接原子等；3. 不同環(huán)境的原子配位數(shù)不同，它們的化學(xué)行為不同。固體表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)Date 1201. 場離子顯微鏡 (FIM)2. 低能電子衍射 (LEED)3. 紫外光電子能譜 (UPS)4. X射線光電子能譜 (XPS)5. 俄歇電子譜 (AES)6. 離子散射譜 (ISS)7. 電子能量損失譜 (EELS)研究固體表面的組成和結(jié)構(gòu)的常見方法：Date 1211984年 10月 Shechtman報道 :在急冷凝固的 Al－ Mn合金中發(fā)現(xiàn)一種具有五重旋轉(zhuǎn)軸的二十面體相（Icosahedralphase）， 我國郭可信等在 1984年底，也從Ti2Ni合金中發(fā)現(xiàn)五重電子衍射圖，后來這類化合物就被稱為準晶（ quasicrystal）， 是準周期晶體的簡稱（QuasiperiodicCrystal）。 當(dāng)時，這些論文在晶體學(xué)及有關(guān)學(xué)科產(chǎn)生軒然大波。因為周期性是晶體性的基礎(chǔ)，晶體中只能觀察到 6重對稱軸，而準晶恰恰是對周期性的挑戰(zhàn)。 發(fā)現(xiàn) Al－ Mn二十面體準晶后， RamanChandranrao等聯(lián)想到 Pauling 等的 Mg32(Al,Zn)49的二十面體對稱殼層。他按這個成分配制的合金，急冷凝固后果然得到二十面體準晶。因 Al5Li3Cu 與 Mg32(Al,Zn)49 同構(gòu)，第一個穩(wěn)定的二十面體準晶 Al－ Li－ Cu合金是長時間從固溶體中析出的。 準晶一 . 準晶的發(fā)現(xiàn)Date 122圖 9－ 18 二十面體準晶衍射圖 Date 123 因為首先發(fā)現(xiàn)的 Al－ Mn準晶只能在急冷凝固下生成，而且加熱后會轉(zhuǎn)變成晶相。穩(wěn)定準晶的出現(xiàn)證明準晶是一種穩(wěn)定態(tài)，與晶體一樣也有長程序和取向性，只是沒有平移周期性，也可用 X射線進行衍射結(jié)構(gòu)分析。 以后又在急冷的 Cr－ Ni－ Si， V－ Ni－ Si和 Mn－Si－ Al合金中發(fā)現(xiàn) 8重準晶。最早發(fā)現(xiàn)的十重準晶是在Al－ Mn合金，與二十面體準晶共生，接著又在 Al－Co－ Cu合金中發(fā)現(xiàn)十重準晶。 Cr－ Ni－ Si還可得到二十重準晶。這些屬于二維準晶，有一維周期平移。（二十面體準晶為三維準晶，無周期性） 這是一個轉(zhuǎn)變過程，即準晶向晶體的過渡。三維二十面體準晶 —— 二維十重準晶 —— 一維準晶 —— 晶體 （無周期） (一維周期平移） (二維周期平移） (三維周期平移）Date 124圖 921? CrNiSi十二重準晶的十二重電子衍射圖 (大藍點是一次??? 衍射 ,小藍點是二次衍射 ,藍十字 (未全 畫 )是三次衍射 Date 125Date 126 我們在等徑球密堆時曾有立方最密堆積與六方最密堆積。每個球周圍有 12個球配位，但這兩種密堆還不如三角面體的密集（如 8－ 22所示），因為 ccp與 hcp除了四面體空隙外，還有較大的八面體空隙。從幾何中得知，二十面體頂點與中心距離為 r， 二十面體棱長為 e， 則 ，即棱長比半徑約長 5% ，因此在二十面體堆積中心，只能放一個略小一點的球。從這個角度，二十面體密堆非常適合合金結(jié)構(gòu)，兩種金屬半徑往往是不等的，在 A1密堆金屬中加 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 Ni等過渡金屬可以產(chǎn)生強化，而這些過渡金屬原子半徑比 A1密堆的金屬半徑小約 5% ～ 10% 。另外，在 Ni基高溫合金中加入 Mo、 Ti、 Al等強化，同樣滿足兩種原子半徑差 5～ 10% ，也容易產(chǎn)生二十面體結(jié)構(gòu)單元，所以準晶首先在 Al－ Mn、 Ni－ Ti合金中發(fā)現(xiàn)。二 . 二十面體密堆Date 127圖 919(a)Ti2Ni二十面體準晶的五重會聚束電子衍射圖(b)衍射斑點已在鉛直方向顯示一維周期平移 Date 128 長期以來，提到合金指的就是晶態(tài)合金。提到非晶態(tài)，指的是玻璃態(tài)的硅酸鹽。上個世紀六十年代，非晶態(tài)合金的出現(xiàn)，改變了這種情況。 60年代初 Duwez等發(fā)展了濺射淬火技術(shù)，用快速冷卻的方法，使液態(tài)合金的無序結(jié)構(gòu)凍結(jié)起來，形成非晶態(tài)合金 Au3Si， 對傳統(tǒng)的金屬結(jié)構(gòu)理論是一個不小的沖擊，由于非晶態(tài)合金具有許多優(yōu)良性能：高強度、良好的軟磁性、耐腐蝕性等，很快成為重要的功能材料，獲得很快發(fā)展。 非晶態(tài)合金Date 129 非晶態(tài)合金與晶態(tài)合金最大的區(qū)別在于長程無序。晶態(tài)合金只要了解一個晶胞中原子的排布，由于周期性，固體中所有原子的排布都知道了。而非晶態(tài)合金結(jié)構(gòu)特點為短程有序、長程無序，即某一個第一近鄰、第二近鄰原子是有固定排列的，而更遠的原子是無序的。圖 823是Fe80P13C7的晶態(tài)與非晶態(tài) X射線衍射強度圖。 從圖中可以明顯看出，晶態(tài)有明確、銳利的衍射峰，而非晶態(tài)只有二個較圓滑的峰，后面是一些不可分辨的曲線，即非晶態(tài)合金不能從 X射線衍射中獲得太多的信息，目前用徑向分布函數(shù)來表征非晶態(tài)合金結(jié)構(gòu)。Date 130Date 131要獲得非晶態(tài)，必須要有足夠快的冷卻速度 (106K/s)， 已經(jīng)發(fā)展了許多技術(shù)。不同技術(shù)，非晶態(tài)合金形成過程又有較大的區(qū)別。制備方法大致可以分為三類： （ 1）由氣相直接凝聚成非晶態(tài)固體，如真空蒸發(fā)、濺射、化學(xué)氣相沉積等，用這種方法非晶材料生長速率相當(dāng)?shù)?，一般只用來制備薄膜；?2）由液態(tài)快速淬火獲得非晶態(tài)固體，這是目前最廣的制備方法；（ 3）由結(jié)晶材料通過輻射、離子注入等方法，可在金屬表面產(chǎn)生 400um厚的非晶層。3．非晶態(tài)合金的制備Date 132（ 1）過渡金屬與類金屬元素（例如 P、 S、 B、 C等）形成的合金，例如 Pd80Si20， Au75Si25， Fe80B20， Pt75P25等，一般類金屬元素在合金含量約 13%～ 15%（原子比），實踐證明，在二元合金中若加入某些第三種元素，更容易形成非晶態(tài)材料。（ 2）前－后過渡金屬元素之間形成的合金 這類合金在很寬的溫度范圍內(nèi)熔點都比較低，形成非晶態(tài)的成分范圍較寬。例如： Cu－ Ti合金， Ti含量可在 33～ 70%之間，又如 Ni－ Zr合金， Zr的含量可在 33～ 80%之間變化。 （ 3）含 La系、 Ac系元素的非晶態(tài)合金。 4．非晶態(tài)合金的分類Date 133： 非晶態(tài)合金具有極高的強度和硬度，強度遠超過晶態(tài)高強度鋼， σf/E是衡量材料達到理論強度的程度，一般金屬晶態(tài)材料 σf/E約為 1/500，而非晶態(tài)含量約為 1/50，材料強度利用率大大高于晶態(tài)。另外，非晶態(tài)合金的抗疲勞度亦很高，如 Co基非晶態(tài)合金可達 1200MPa。 非晶態(tài)合金的延伸率一般較低，但韌性很好，變形時壓縮率可達 40% 。 :Date 134合金 硬度 Hv(N/mm2)抗拉強度σ(N/mm 2) 延伸率δ(%) 彈性模量E(N/mm2) E Hv/σ f Fe80B20 10580 3400 10 5 Fe80P13C7 7450 3040 10 5 Co73Si15B12 8920 3000 10 5 Ni78Si10B12 8430 2450 10 5 Cu80Zr20 4020 1860 Nb50Ni50 8750 10 5 表 81非晶態(tài)合金機械性能 Date 135Goodbye!Date 136再見！Date 137