一般工程材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)-在線瀏覽
2025-03-05 07:16本頁(yè)面
【正文】 類 : ? 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。 ? 溶質(zhì)原子能以任意比例溶入溶劑 ,固溶體的溶解度可達(dá) 100%， 這種固溶體稱無(wú)限固溶體。如 CuNi系合金可形成無(wú)限固溶體。 ? 當(dāng)溶質(zhì)原子按適當(dāng)比例并按一定順序和一定方向，圍繞著溶劑原子分布時(shí)，這種固溶體稱有序固溶體。 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)象稱為固溶強(qiáng)化。 溶質(zhì)原子與溶劑原子的尺寸差別越大，所引起的晶格畸變也越大，強(qiáng)化效果則越好。在塑、韌性方面，如延伸率、斷面收縮率和沖擊韌度等，固溶體要比組成它的兩純組元平均值低 （如右下圖所示）， 但比一般化合物要高得多。因此，固溶體具有良好的塑性、韌性 ,同時(shí)比純組元有較高的硬度、強(qiáng)度。 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，這種新相稱為 化合物 。 而金屬材料中的化合物可分為金屬化合物和非金屬化合物。凡不是金屬鍵結(jié)合又不具有金屬特性的化合物稱為非金屬化合物，例如碳鋼中依靠離子鍵結(jié)合的 FeS和 MnS，其在鋼中一般稱為非金屬夾雜物。 不遵守原子價(jià)規(guī)律，而服從電子濃度 (價(jià)電子總數(shù)與原子數(shù)之比 )規(guī)律。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)稱為 β相 )。 ?（ 2）化合物 ?①金屬化合物的分類 金屬化合物的種類很多，常見(jiàn)的有以下三種類型 : ? 系由過(guò)渡族金屬元素與 C、 H、 N等原子半徑較小非金屬元素形成的金屬化合物。 間隙相 VC的結(jié)構(gòu) ← 圖 體的結(jié)構(gòu) ?（ 2）化合物 ?②金屬化合物的性能特點(diǎn) 金屬化合物一般都有 較高的熔點(diǎn)、較高的硬度和較大的脆性 (即硬而脆 )，但塑性很差。 根據(jù)這一特性，若能使金屬化合物以比較彌散形式分布于固溶體基體上，往往能使整個(gè)合金的強(qiáng)度、硬度、耐磨性等得到很大提高。 表 一 些 碳 化 物 的 硬 度 和 熔 點(diǎn) 間隙相 表 1－ 4 晶體材料的基本相結(jié)構(gòu)特征 聚合物的結(jié)構(gòu) Polymer Structures ?聚合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。 ?組成聚合物的每一個(gè)大分子鏈都是由一種或幾種低分子化合物的成千上萬(wàn)個(gè)原子以共價(jià)鍵形式重復(fù)連接而成。 ?例如，由數(shù)量足夠多的乙烯（ CH2=CH2）作單體，通過(guò)聚合反應(yīng)打開它們的雙鍵便可生成聚乙烯。這里 “ CH2CH2”結(jié)構(gòu)單元稱為 “ 鏈節(jié) ” ， 而鏈節(jié)的重復(fù)個(gè)數(shù) n稱為 “ 聚合度 ” 。 ?聚合物的結(jié)構(gòu)主要包括兩個(gè)微觀層次 :一個(gè)是大分子鏈的結(jié)構(gòu)，另一個(gè)是大分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。 ?（ 1）線型結(jié)構(gòu) 線型高分子的結(jié)構(gòu)是整個(gè)大分子呈細(xì)長(zhǎng)鏈狀 （見(jiàn)圖 119a）， 分子直徑與長(zhǎng)度之比可達(dá) 1:1000以上。另一些聚合物大分子鏈帶有一些小支鏈，整個(gè)大分子呈枝狀 （見(jiàn)圖 119b）， 這也屬于線性結(jié)構(gòu)。在一定溶劑中可溶脹、溶解，加熱時(shí)則軟化并熔化。 ?（ 2）體型結(jié)構(gòu) 體型大分子的結(jié)構(gòu)是大分子鏈之間通過(guò)支鏈或化學(xué)鍵交聯(lián)起來(lái)，在空間呈網(wǎng)狀，也稱網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) （如圖 119c所示）。加工時(shí)只能一次成型 (即在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成之前進(jìn)行 )。 a線型 b支鏈型 c體型（網(wǎng)狀） 圖 119 大分子鏈的形狀示意圖 ?除上述各結(jié)構(gòu)因素外，分子鏈的構(gòu)型 (大分子鏈的結(jié)構(gòu)單元中由化學(xué)鍵所構(gòu)成的空間排布方式 )，大分子鏈中鏈段 (部分鏈節(jié)組成的可以獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的最小單元 )間相互運(yùn)動(dòng)的難易程度等都構(gòu)成了大分子鏈的不同空間形象 (即大分子鏈的構(gòu)象 )。 聚合物所獨(dú)具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其許多
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