《金属间化合物》ppt课件

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1、金属间化合物晶体结构、结构稳定性及电子理论1定义金属间化合物是指由两个或更多的金属组元或类金属组元按比例组成的具有金属基本特性和不同于其组元的长程有序晶体结构的化合物。TiAl(L10)金属间化合物几何密排相拓扑密排相以面心立方结构为基的长程有序结构以体心立方结构为基的长程有序结构以密排六方结构为基的长程有序结构长周期超点阵Cu3Au型（L12型）CuAuⅠ型（L10型）等CuPt型（L11型）CuZn型（B2型）Fe3Al型（D03型）Cu2MnAl型（L21型）等Mg3Cd型（D019型）等CuAuⅡ型等laves相σ相χ相Cr3Si（β-W）相μ相等MgCu2相

2、MgZn2相MgNi2相2晶体结构分类几何密排相拓扑密排相2.1晶体结构分类几何密排相定义：由密排面按不同方式堆垛而成的。类型：面心立方、体心立方、密排六方结构为基的长程有序结构和长周期超点阵。特点：较高的对称性，位错运动滑移面较多，是有利于得到塑性。2.1晶体结构分类堆垛密排相定义：由不规则的四面体填充空间的密堆结构。类型：laves相，σ相，χ相，β-W相等。特点：晶体中的间隙完全由不规则的四面体间隙组成，没有八面体间隙，配位数＞12，致密度＞0.74；原子间距极短，原子间电子交互作用强烈，对称性低，滑移系少，塑性差。2.2.1几何密排相特点以面心立方结构为基的长

3、程有序结构Cu3Au型（L12型）化学式为A3B。面心立方晶胞的面心位置由Cu原子占有，而其顶角位置由Au原子占据。典型的例子有Ni3Al，Ni3Mn，Ni3Fe等。Cu3Au型（L12型）2.2.1几何密排相特点以面心立方结构为基的长程有序结构CuPt型（L11型）化学式为AB。面心立方的（111）面被仅由Cu原子组成的原子面及仅由Pt原子组成的原子面交替重叠堆垛而成。CuPt型（L11型）2.2.1几何密排相特点以面心立方结构为基的长程有序结构CuAuⅠ型（L10型）化学式为AB。原面心立方（001）面被仅由Cu原子组成的原子面及仅由Au原子组成的原子面交替重叠堆

4、垛而成。典型的例子有CuAu，TiAl等。CuAuⅠ型（L10）CuAuⅠ型（L10型）2.2.1几何密排相特点以体心立方结构为基的长程有序结构CuZn型（B2型）化学式为AB。Cu原子占据体心位置，Zn原子占据各顶角，典型例子有AlNi，AuCd等。CuZn型（B2型）2.2.1几何密排相特点以体心立方结构为基的长程有序结构Fe3Al型（D03型）化学式为A3B。Al占据X位置，其余位置为Fe原子所占据；如果增加Al含量，Al原子将占据Y位置，直到Al原子占满X和Y点阵位置。当Al原子占满X和Y位置时，就成为了B2结构，化学式为FeAl。典型例子有Cu3Al，Li3

5、Be，Fe3Si等。Fe3Al型（D03型）2.2.1几何密排相特点以体心立方结构为基的长程有序结构Cu2MnAl型（L21型）化学式为A2BC。Al原子占据B位置，Mn原子占据C位置，Cu原子占据A位置。典型例子有Cu2MnAl，Cu2MnSn，Ni2TiAl等。Cu2MnAl型（L21型）BAC2.2.1几何密排相特点以密排六方结构为基的长程有序结构Mg3Cd型（D019型）化学式为A3B。由4个密排六方单胞组成1个大单胞，Cd原子占据大单胞8个顶点以及1个小单胞的位置，其余点阵位置全部由Mg原子占据。典型例子有Mg3Cd，Ni3Sn，Ni3In等。Mg3Cd型（

6、D019型）2.2.1几何密排相特点长周期超点阵有些长程有序结构以一定大小的区域改变其位向交替地在一维或二维周期排列，这称为长周期超结构。典型的一维长周期超结构的例子是CuAuⅡ型结构。这种超结构单胞中原子排列和CuAuⅠ型相同，但沿着[010]方向经过5个晶胞后的5个晶胞的取向是（010）面作（a+c）/2位移；然后按此方法不断重复。2.2.2拓扑密排相特点Laves相以面心立方、体心立方和密排六方为基础的结构，并且广泛存在的典型结构，化学式为AB2。其典型代表分别为MgCu2，MgZn2和MgNi2，分别称为C14型、C15型和C36型结构，其中最简单的是六方晶系

7、MgZn2结构MgZn2结构2.2.2拓扑密排相特点MgZn2结构原子半径小的Zn原子形成四面体，原子半径大的Mg原子占据四面体间隙之中，本身构成一个四面体骨架。每个Zn原子与6个Mg原子和6个Zn原子相邻，Zn原子的配位数为12；每个Mg原子与4个Zn原子和12个Mg原子相邻，Mg原子的配位数为16。MgZn2结构2.3晶体结构的稳定性外因：温度，压强内因：原子百分比，结合能因素，原子尺寸因素，原子序数因素，负电性，电子浓度。D019L10D022内在因素相互关联并非独立参量。2.3晶体结构的稳定性晶体结构的形成条件是什么？采用吉布斯自由能函数通过