金属间化合物的晶体结构
金属间化合物资料讲解
1、什么是金属间化合物，性能特征？答：金属间化合物：金属与金属或金属与类金属之间所形成的化合物。
由两个或多个的金属组元按比例组成的具有不同于其组成元素的长程有序晶体结构和金属基本特性的化合物。
金属间化合物的性能特点：力学性能：高硬度、高熔点、高的抗蠕变性能、低塑性等；良好的抗氧化性；特殊的物理化学性质：具有电学、磁学、声学性质等，可用于半导体材料、形状记忆材料、储氢材料、磁性材料等等。
2、含有金属间化合物的二元相图类型及各自特点？答：熔解式金属间化合物相：在相图上有明显的熔化温度，并生成成分相同的液相。
通常具有共晶反应或包晶反应。
化合物的熔点往往高于纯组元。
分解式金属间化合物相：在相图上没有明显的熔解温度，当温度达到分解温度时发生分解反应，即β＜＝＞L+α。
常见的是由包晶反应先生成的。
化合物的熔点没有出现。
固态生成金属间化合物相：通过有序化转变得到的有序相。
经常发生在一定的成分区间和较无序相低的温度范围。
通过固态相变而形成的金属间化合物相，可以有包析和共析两种不同的固态相变。
3、金属间化合物的溶解度规律特点？答：（1）由于金属间化合物的组元是有序分布的，组成元素各自组成自己的亚点阵。
固溶元素可以只取代某一个组成元素，占据该元素的亚点阵位置，也可以分布在不同亚点阵之间，这导致溶解度的有限性。
（2）金属间化合物固溶合金元素时有可能产生不同的缺陷，称为组成缺陷（空位或反位原子）。
但M元素取代化合物中A或B时，A和B两个亚点阵中的原子数产生不匹配，就会产生组成空位或组成反位原子（即占领别的亚点阵位置）。
（3）金属间化合物的结合键性及晶体结构不同于其组元，影响溶解度，多为有限溶解，甚至不溶。
表现为线性化合物。
（4）当第三组元在金属间化合物中溶解度较大时，第三组元不仅可能无序取代组成元素，随机分布在亚点阵内，而且第三组元可以从无序分布逐步向有序化变化，甚至生成三元化合物。
4、金属间化合物的结构类型及分类方法？（未完）答：第一种分类方法：按照晶体结构分类（几何密排相（GCP相）和拓扑密排相（TCP相））。
金属间化合物的晶体结构
12、Cu3Ti型结构
化学式： A3B ；
—A —B
12、 Cu3Ti型结构 —A —B
—A —Bຫໍສະໝຸດ 8、L21型结构 化学式： A2BC； 结 构：L21型—体心正方晶系；
—A —B —C
9、C11b型结构
化学式： AB2； 结 构：C11b型—体心正方晶系；
—A —B
10、hcp型结构
10、hcp型结构
11、DO19型结 构
化学式： A3B ；
—A —B
11、DO19型结 构 —A —B
1、面心立方结构
[001]
a
[100]
a
a
[010]
2、L12型结构
化学式：A3B； 结 构：L12型—面心正方晶系；
—A —B
[001]
c
[100]
a
a
[010]
3、L10型结构
化学式：AB； 结 构：L10型—面心正方晶系； 特点：[001]方向上是由仅含 A原子组成的原子面与仅含B原子的原子面交替重叠 堆垛而成，所以[100]、[010]方向上的点阵常数与[001]方向的不一样，把[001]视 为c轴，其他两轴为a轴；
—A —B
[001]
c
[100]
a
a
[010]
4、DO22型结构
化学式：A3B； 结 构：DO22型—面心正方晶系；
—A —B
5、体心立方结 构
6、B2型结构
化学式：AB； 结 构：B2型—体心正方晶系；
—A —B
7、DO3型结构
化学式： A3B ； 结 构：DO3型—体心正方晶系；
lani5储氢合金的晶体结构
lani5储氢合金的晶体结构Lani5储氢合金是一种具有重要应用价值的储氢材料，其晶体结构对于其储氢性能起着至关重要的作用。
本文将从晶体结构的角度对Lani5储氢合金进行详细介绍。
Lani5储氢合金的晶体结构属于典型的金属间化合物晶体结构。
它由镍原子和氢原子构成，镍原子构成了晶体的主体结构，而氢原子则位于晶体的空隙中。
Lani5晶体结构是一种六方最密堆积结构，晶胞中共有两个镍原子和十个氢原子。
在Lani5晶体结构中，镍原子排列成六角形的密堆积层，每个堆积层由ABABAB...的序列组成。
其中，A层由六个镍原子构成，B层由三个镍原子构成。
这种排列方式使得晶体结构中的镍原子形成六角形的通道，氢原子可以在通道中扩散和储存。
与传统的金属晶体结构不同，Lani5晶体结构中的氢原子占据了镍原子之间的空隙。
这种空隙位于六角形通道的中心位置，氢原子通过占据和扩散在这些空隙中。
氢原子在扩散时可以通过跳跃方式进行，即从一个空隙跳跃到另一个空隙。
这种扩散方式使得Lani5储氢合金具有较高的储氢容量和较快的储氢速率。
除了晶格结构对储氢性能的影响外，晶体结构中的缺陷也对储氢性能起着重要作用。
在Lani5晶体结构中，晶格缺陷可以提供额外的储氢位点，从而增加储氢容量。
例如，晶格中的空位可以吸附和储存氢原子，从而增加储氢容量。
此外，晶格缺陷还可以影响氢原子的扩散行为，进一步影响储氢速率。
值得注意的是，Lani5储氢合金的晶体结构是可逆的，即在吸附和释放氢原子时，晶体结构能够保持稳定。
这种可逆性使得Lani5储氢合金具有良好的循环稳定性和重复使用性能，从而适用于氢能源的储存和释放。
Lani5储氢合金的晶体结构对其储氢性能具有重要影响。
其六方最密堆积结构和空隙位于六角形通道中心的特点使得Lani5具有较高的储氢容量和较快的储氢速率。
晶格缺陷对储氢性能也起着重要作用。
Lani5晶体结构的可逆性使得其具有良好的循环稳定性和重复使用性能。
gh4169中laves相晶体结构
gh4169中laves相晶体结构摘要：1.介绍gh4169 合金2.阐述laves 相晶体结构3.分析gh4169 中laves 相晶体结构的特性4.讨论laves 相晶体结构对gh4169 合金性能的影响5.总结gh4169 中laves 相晶体结构的重要性正文：一、介绍gh4169 合金GH4169 合金是一种镍基高温合金，具有良好的抗氧化性、热疲劳性和蠕变性能，被广泛应用于航空、航天、能源等领域的高温环境下。
其主要成分为镍、铬、钴、铝、钛等元素，这些元素的合理配比使得GH4169 合金在高温下具有优良的性能。
二、阐述laves 相晶体结构Laves 相是一种复杂的金属间化合物，其结构由多种元素构成，形成六方最密堆积（HCP）结构。
在GH4169 合金中，laves 相晶体结构主要由镍、铬和铝元素构成。
这种结构的特点是原子密度高、晶格常数小，因此具有较高的抗拉强度和良好的热稳定性。
三、分析gh4169 中laves 相晶体结构的特性GH4169 合金中的laves 相晶体结构具有以下特性：1.高熔点：由于laves 相晶体结构中原子密度高，使得其熔点较高，有助于提高合金的高温性能。
2.良好的热稳定性：laves 相晶体结构具有较高的热稳定性，可以有效抵抗高温下的氧化和腐蚀。
3.高强度：laves 相晶体结构具有较高的原子密度，因此可以提高合金的抗拉强度和蠕变强度。
四、讨论laves 相晶体结构对gh4169 合金性能的影响Laves 相晶体结构对GH4169 合金的性能有重要影响：1.提高高温抗氧化性：laves 相晶体结构可以提高合金的抗氧化性，使得合金在高温环境下更加稳定。
2.提高热疲劳性能：由于laves 相晶体结构具有较高的热稳定性，可以有效提高合金在高温下的热疲劳性能。
3.提高蠕变性能：laves 相晶体结构可以提高合金的蠕变性能，使得合金在高温下具有更长的使用寿命。
五、总结gh4169 中laves 相晶体结构的重要性GH4169 合金中的laves 相晶体结构对其高温性能具有重要影响，这种结构可以提高合金的抗氧化性、热疲劳性和蠕变性能，使得合金在高温环境下具有更优越的性能。
§2-5 合金与金属间化合物常见晶体结构
2.3合金相结构[1]虽然纯金属在工业中有着重要的用途，但由于其强度低等原因，因此，工业上广泛使用的金属材料绝大多数是合金。
所谓合金是指由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。
组成合金的基本的独立的物质称为组元。
组元可以是金属和非金属元素，也可以是化合物。
例如，应用最普遍的碳钢和铸铁就是主要由铁和碳所组成的合金;黄铜则为铜和锌的合金。
改变和提高金属材料的性能，合金化是最主要的途径。
欲知合金元素加人后是如何起到改变和提高金属性能的作用，首先必须知道合金元素加人后的存在状态，即可能形成的合金相及其组成的各种不同组织形态。
而所谓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。
由一种相组成的合金称为单相合金，而由几种不同的相组成的合金称为多相合金。
尽管合金中的组成相多种多样，但根据合金组成元素及其原子相互作用的不同，固态下所形成的合金相基本上可分为固溶体和中间相两大类。
固溶体是以某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入其他组元原子(溶质原子)所形成的均匀混合的固态溶体，它保持着溶剂的晶体结构类型;而如果组成合金相的异类原子有固定的比例，所形成的固相的晶体结构与所有组元均不同，则称这种合金相为金属化合物。
这种相的成分多数处在A在B中溶解限度和B在A中的溶解限度之间，因此也叫做中间相。
合金组之间的相互作用及其所形成的合金相的性质主要是由它们各自的电化学因素、原子尺寸因素和电子浓度三个因素控制的。
2.3.1固溶体固溶体晶体结构的最大特点是保持着原溶剂的晶体结构。
根据溶质原子在溶剂点阵中所处的位置可将固溶体分为置换固溶体和间隙固溶体两类，下面即来分别加之讨论。
1.置换固溶体当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时，溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子，这种固溶体就称为置换固溶体。
金属元素彼此之间一般都能形成置换固溶体，但溶解度视不同元素而异，有些能无限溶解，有的只能有限溶解。
机械工程材料知识点汇总
1大学课程《机械工程材料》知识点汇总第一章金属的晶体结构与结晶一、解释下列名词过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。
自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。
非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。
变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核 的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提局了形核率，细化晶粒，这 种处理方法即为变质处理。
变质剂：在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂。
二、常见的金属晶体结构有哪几种？答：常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；五、实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？答：如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金 属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。
因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。
同时晶 体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。
六、过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？答：①冷却速度越大，则过冷度也越大。
②随着冷却速度的增大，则晶体内形核率和长大速 度都加快，加速结晶过程的进行，但当冷速达到一定值以后则结晶过程将减慢，因为这 时原子的扩散能力减弱。
③过冷度增大，AF 大，结晶驱动力大，形核率和长大速度都 大，且N 的增加比G 增加得快，提高了 N 与G 的比值，晶粒变细，但过冷度过大，对 晶粒细化不利，结晶发生困难。
7、金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？答：①金属结晶的基本规律是形核和核长大。
②受到过冷度的影响，随着过冷度的增大，晶 核的形成率和成长率都增大，但形成率的增长比成长率的增长快；同时外来难熔杂质以及 振动和搅拌的方法也会增大形核率。
13年湖南大学材料科学基础真题
2013年材料科学基础真题一、名词解释（30分）1.孪晶：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（称为孪生面）和晶向（称为孪生方向）相对于另一部分晶体作均匀的切边时所长生的变形。
孪生变形后，相邻两部分晶体的取向不同，恰好以孪生面为对称面形成镜像对称，形成孪晶。
2.柯肯达尔效应：在置换式固溶体中，由于两种原子以不同的速度相对扩散而造成标记面飘移的现象。
3.二次渗碳体：从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体，其形态一般沿奥氏体晶界呈网状分布。
4.小角度晶界：界面两侧的晶粒取向差小于10o的晶界，有对称倾侧晶界和非对称倾侧晶界之分。
5.成分过冷：在合金凝固过程中，虽然液相中的实际温度分布一定，但是由于固液界面前沿液相中的溶质富集，导致液相的实际熔点下降。
液相的实际凝固温度与熔体中的溶质的实际温度不一致，产生过冷现象。
这种过冷是由于成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷呈为成分过冷。
6.施密特（Schmid）因子：拉伸变形时，能够引起晶体滑移的分切应力t的大小取决于该滑移面和晶向的空间位置（）。
t与拉伸应力σ间的关系为：被称为取向因子，或称施密特因子，取向因子越大，则分切应力越大。
二、简答题（任选5题，50分）1.简述柯垂尔气团和铃木气团的特点答：溶质与刃型位错之间产生交互作用，形成柯垂尔气团。
溶质原子与层错交互作用形成铃木气团。
当材料的温度升高时，柯垂尔气团容易消失而铃木气团受温度的影响很小。
2.写出FCC、BCC和HCP晶胞中的四面体、八面体间隙数，致密度和原子配位数。
答：（1）间隙FCC晶胞：4个八面体间隙，8个四面体间隙；BCC晶胞：6个八面体间隙；12个四面体间隙；HCP晶胞：6个八面体间隙；12个四面体间隙；（2）配位数BCC：最近邻8个，考虑次近邻为（8+6）个FCC：最近邻12个HCP：理想状态12个，非理想状态（6+6）个（3）致密度BCC：0.68 FCC：0.74 HCP：0.743.简述固溶体和中间相的特点答：（1）固溶体：固溶体保持了溶剂的晶格类型；成分可以在一定范围内变化，但不能用一个化学式来表示；不一定满足原子比或电子数比；在相图上为一个区域；具有明显的金属性质。
金属间化合物晶体结构的研究——ⅳ
金属间化合物晶体结构的研究——ⅳ.σ相及α-mn结构
相晶体结构的新解释
本文旨在研究金属间化合物晶体结构，将σ相及α-mn结构相晶体结构进行新解释。
★新解释的内容
1、σ相晶体结构
① σ相晶体结构与MNx互溶体的相容系统有关，Mnx系统的超空弦网络模型说明：此种晶体由正交网格和正交对应的Mnx条纹组成。
② σ相晶体的六方晶系的晶体结构形态可以用狮子框架来解释，其中含有四个Mnx环路，环形空腔，Mnx结合了螺旋状的狮子框架里的四偶极子等结构。
③在σ相晶体中，Mnx与Mnx之间存在一种立体分子结构，它们之间存在类似网键的类似立体键，对晶体结构有着重要影响。
2、α-mn晶体结构
① α-Mn晶体结构中，MNx与MNx之间存在双键状结构，其中双键由Mnx和一个Mnx簇组成，形成双键状结构，此结构对α-Mn晶体结构有着重要的影响。
②也可以将α-Mn晶体九方晶系中的晶体结构形态解释为狮子框架，其中包含有八个Mnx环绕的晶胞，环形空间，Mnx结合四偶极子等状况，与σ相晶体不同。
③首先，MNx的分散特性影响了六方晶系的晶体结构。
其次，Mnx的直接键对六方晶系晶胞结构有重要影响，如直接键结构非常复杂，形
成一种新的晶体结构。
综上所述，本文对σ相及α-mn晶体结构进行了新的解释：一方面，此类晶体结构由正交网格和正交对应的Mnx条纹组成；另一方面，它们的晶体结构形态可以用狮子框架来表示，其中含有四个Mnx环路，环形空腔，Mnx结合四偶极子等状况；此外，Mnx与Mnx之间存在一种立体分子结构以及直接键，对晶体结构有着重要影响。
本文的研究结果可以为进一步研究金属间化合物晶体提供参考和指导意义。
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6、B2型结构
➢ 化学式：AB； ➢ 结 构：B2型—体心正方晶系；
—A —B
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7、DO3型结构
➢ 化学式： A3B ； ➢ 结 构：DO3型—体心正方晶系；
—A —B
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8、L21型结构
➢ 化学式： A2BC； ➢ 结 构：L21型—体心正方晶系；
—A —B —C
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➢ 化学式： A3B ；
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12、 Cu3Ti型结构
—A —B
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9、C11b型结构
➢ 化学式： AB2； ➢ 结 构：C11b型—体心正方晶系；
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10、hcp型结构
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10、hcp型结构
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11、DO19型结 构
➢ 化学式： A3B ；
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11、DO19型结 构
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12、Cu3Ti型结构
1、面心立方结构
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a aa
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2、L12型结构
➢ 化学式：A3B； ➢ 结 构：L12型—面心正方晶系；
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3、L10型结构
➢ 化学式：AB； ➢ 结 构：L10型—面心正方晶系； ➢ 特点：[001]方向上是由仅含A原子组成的原子面与仅含B原子的原子面交替重叠
堆垛而成，所以[100]、[010]方向上的点阵常数与[001]方向的不一样，把[001]视 为c轴，其他两轴为a轴；
—A —B
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4、DO22型结构
➢ 化Байду номын сангаас式：A3B； ➢ 结 构：DO22型—面心正方晶系；
—A —B
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5、体心立方结 构
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