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1、第一节 材料的相结构在一种金属元素中，有目的地加 入一种或几种金属或非金属元素，通 过冶金或粉末冶金的方法，所制成的 具有金属特性的物质称为合金。合金 的性质决定于它的成分、工艺及其显 微组织，而成分和工艺在很多情况下 ，也是通过对显微组织的影响而影响 性能的，因此研究合金的显微组织及 其形成机制和变化规律是极其重要的 。返回本章下页相是合金中具有同一聚集状态，同 一晶体结构和性质并以界面相互隔开 的均匀组成部分。根据相的结构特点 可以归纳为两大类：固溶体及中间相 。 一、固溶体 以合金中某一组元作为溶剂，其它组 元为溶质，所形成的与溶剂有相同晶 体结构、晶格常数稍有变化的固相， 称为固溶体。
2、固溶体分为：（1）置换固溶体置换固溶体中溶质与溶剂可以有限互溶 也可以无限互溶，其溶解度与以下几个 因素有关：尺寸因素 溶质原子半径与溶剂 原子半径之差越大，一个溶质原子引起 的点阵畸变能就越大，溶质原子能溶入 溶剂中的数量就越少，固溶体的溶解度 就越小。相反就越大。返回下页晶体结构因素 组元间晶体结 构相同时，固溶度一般都较大，而且有 可能形成无限固溶体。若不同只能形成 有限固溶体。电负性差因素 两元素间电负性 差越小，越易形成固溶体，而且形成的 固溶体的溶解度越大；随两元素间电负 性差增大，固溶度减小，当溶质与溶剂 的电负性差很大时，往往形成比较稳定的金属化合物。电子浓度因素 电子浓度的定
3、义是 合金中各组成元素的价电子数总和与原 子总数的比值，记作e/a。电子浓度有 一极限，超过这一极限，固溶体就不稳 定，会形成新相。 二、间隙固溶体返回下页只有原子半径接近于溶剂晶格某些间隙半径的溶质原子，才有可能进入溶剂晶 格的间隙中而形成间隙固溶体。无论是置换固溶体还是间隙固溶体 ，均能引起固溶体的硬度、强度升高。 对置换式固溶体，溶质原子与溶剂原子 的尺寸差别越大，溶质原子的浓度越高 ，其强化效果就越大。这种由于溶质原 子的固溶而引起的强化效应，称为固溶 强化。固溶体类型与金属为基的固溶体一样， 这些无机非金属化合物也可以以 置换或间隙的方式溶入一些元素 而形成固溶体，有时甚至可以形 成
4、无限固溶体。下页上页三、陶瓷材料中的固溶方式四、固溶体中溶质原子的偏聚与 有序通常认为，溶质原子在固溶体 中的分布是随机的、均匀无序的。 事实上，完全无序的固溶体是不存 在的，总是在一定程度上偏离完全 无序状态，即存在着分部的微观不 均匀性。溶质原子在溶剂晶格中的 分部状态，主要取决于固溶体中同 类原子结合能与异类原子结合能的 相对大小。下页上页返回下页固溶体中溶质原子分部示意图二、中间相 两组元间的相对尺寸差、电子浓度及电 负性差都有一溶限，当溶质原子的加入 量超过此溶限时便会形成一种新相，这 种新相称为中间相。 1、正常价化合物：两组元间电负性差 起主要作用而形成的化合物，它符合化 合的原子价规律。有较高的硬度，脆性 很大。如Mg2Si、 Mg2Sn、Mg2Pb、MgS、MnS等。上页下页2、电子化合物：它们的形成主要是 电子浓度起主导作用。也与尺寸因 素及组元的电负性差有一定关系。 溶点及硬度较高，脆性大。3、尺寸因素化合物：这类中间相 的形成主要受组元的相对尺寸所控 制。尺寸差别越大，造成的晶格畸 变就越大，畸变能也就越高。返回上页返回本节 返回本章
