2.晶体材料的基本相结构（1）固溶体（solidsolution）②按固态溶解度分类：i.有限固溶体在一定条件下，溶质原子在固溶体中的浓度有一定限度，超过此限度就不再溶解了。这一限度称为溶解度或固溶度，这种固溶体称为有限固溶体，大部分固溶体都属于此类（间隙固溶体只能是有限固溶体）。ii.无限固溶体溶质原子能以任意比例溶入溶剂，固溶体的溶解度可达100%，这种固溶体称无限固溶体。无限固溶体只能是置换固溶体，且溶质与溶剂原子晶格类型相同，电化学性质相近，原子尺寸相近等。如Cu-Ni系合金可形成无限固溶体1aT#形成无限固溶体示意图
⚫（1）固溶体（solid solution） ⚫②按固态溶解度分类: ⚫i.有限固溶体 在一定条件下，溶质原子在固溶体中的浓度有一定限度，超过此限 度就不再溶解了。这一限度称为溶解度或固溶度，这种固溶体称为有限固溶体，大 部分固溶体都属于此类(间隙固溶体只能是有限固溶体)。 ⚫ii.无限固溶体 溶质原子能以任意比例溶入溶剂,固溶体的溶解度可达100%， 这种固溶体称无限固溶体。无限固溶体只能是置换固溶体，且溶质与溶剂原子晶格 类型相同，电化学性质相近，原子尺寸相近等。如Cu-Ni系合金可形成无限固溶体。 2.晶体材料的基本相结构 ＃形成无限固溶体示意图
2.晶体材料的基本相结构(1)固溶体(solid solution)③按溶质原子和溶剂原子的相对分布分类i.无序固溶体溶质原子随机分布于溶剂的晶格中，它或占据溶剂原子等同的一些位置，或占据溶剂原子间的间隙中，看不出什么次序或规律性，这类固溶体称无序固溶体。i.有序固溶体当溶质原子按适当比例并按一定顺序和一定方向，围绕着溶剂原子分布时，这种固溶体称有序固溶体。它既可是置换式的有序，也可是间隙式的有序。Au(b)Cu2Au(a)Cudu有序固溶体示意图All原子Cu原子
⚫（1）固溶体（solid solution） ⚫③按溶质原子和溶剂原子的相对分布分类: ⚫i.无序固溶体 溶质原子随机分布于溶剂的晶格中，它或占据溶剂原子等同的一些位置，或 占据溶剂原子间的间隙中，看不出什么次序或规律性，这类固溶体称无序固溶体。 ⚫ii.有序固溶体 当溶质原子按适当比例并按一定顺序和一定方向，围绕着溶剂原子分布时， 这种固溶体称有序固溶体。它既可是置换式的有序，也可是间隙式的有序。 2.晶体材料的基本相结构 有序固溶体示意图
2.晶体材料的基本相结构(1)固溶体（solidsolution）④固溶体的性能特点形成固溶体时，由于溶质原子的溶入而使固溶体的晶格发生畸变，位错运动的阻力增加，从而提高了材料的强度和硬度，这种现象称为固溶强化。一般说来，固溶体的硬度、屈服强度和抗拉强度等总比组成其纯组元的平均值高，随溶质原子浓度的增加，硬度和强度也随之提高（如左下图所示）。溶质原子与溶剂原子的尺寸差别越大，所引起的晶格畸变也越大，强化效果则越好。由于间隙原子造成的晶格畸变比置换原子大，所以其强化效果也较好。在塑、韧性方面，如延伸率、断面收缩率和冲击韧度等，固溶体要比组成它的两纯组元平均值低（如右下图所示），但比一般化合物要高得多。综之，固溶体比纯组元和化合物具有较为优越的综合力学性能。因此，固溶体具有良好的塑性、韧性，同时比纯组元有较高的硬度、强度。因此，各种金属材料总是以固溶体为基体相。392355(ea)to327231960.5:1.01.52.0固溶强化晶格畸变示意图Ni.%
⚫（1）固溶体（solid solution） ④固溶体的性能特点 形成固溶体时，由于溶质原子的溶入而使固溶体的晶格发生畸变， 位错运动的阻力增加，从而提高了材料的强度和硬度，这种现象称为固溶强化。 一般说来，固溶体的硬度、屈服强度和抗拉强度等总比组成其纯组元的平均值高，随溶质原 子浓度的增加，硬度和强度也随之提高（如左下图所示）。溶质原子与溶剂原子的尺寸差别 越大，所引起的晶格畸变也越大，强化效果则越好。由于间隙原子造成的晶格畸变比置换原 子大，所以其强化效果也较好。在塑、韧性方面，如延伸率、断面收缩率和冲击韧度等，固 溶体要比组成它的两纯组元平均值低（如右下图所示），但比一般化合物要高得多。 综之，固溶体比纯组元和化合物具有较为优越的综合力学性能。因此，固溶体具有良好的塑 性、韧性,同时比纯组元有较高的硬度、强度。因此，各种金属材料总是以固溶体为基体相。 2.晶体材料的基本相结构 固溶强化 晶格畸变示意图
2.晶体材料的基本相结构#m子●（2）化合物5.077A京子当元素之间不具备形成固溶体的条件或溶质含量超过了溶剂的溶解度时，在合金中往往会出现新相，新相的结构不同于合金中任一组元，这种新相称为化合物。在陶瓷材料中，通常材料的组元即为某化合物。而金属材料中的化合物可分为金属化合物和非金属化合物凡是由相当程度的金属键结合并具有金属特性的化合物称为金属化合物，例如碳钢中的碳体(Fe3C)。凡不是金属键结合文不具有金属特性的化合物称为非金属化合物，例如碳钢中依靠离子键结合的FeS和MnS，其在钢中一般称为非金属夹杂物。①金属化合物的分类金属化合物的种类很多，常见的有以下三种类型i.正常价化合物，符合一般化合物的原子价规律，成分固定并可用化学式表示，如Mg2Si等i.电子化合物不遵守原子价规律，而服7从电子浓度（价电子总数与原子数之比规（）部兴相（2）推律。电子浓度不同，所形成化合物的晶格构体类型也不同。例如左图cu-Zn合金中，当体心立方品格复柔立方晶格密排六方品格电子浓度为3/2时，形成化合物CuZn，其Ca-ZaCuZACu,Zn,CaZnCa-60CaySeCunGnCufoa晶体结构为BCC(简称为β相);电子浓度为Co,AlOu-A!OepalOuAlOd-8Cn,iOunBl,21/13时，形成化合物Cu5Zn：，其晶体结CosiF-AlFeal构为复杂立方晶格（称为y相）等。NIAINI-Al
⚫（2）化合物 ⚫当元素之间不具备形成固溶体的条件或溶质含量超过了溶剂的溶解度时，在合金中往往会出 现新相，新相的结构不同于合金中任一组元，这种新相称为化合物。在陶瓷材料中，通常材料 的组元即为某化合物。而金属材料中的化合物可分为金属化合物和非金属化合物。 ⚫凡是由相当程度的金属键结合并具有金属特性的化合物称为金属化合物,例如碳钢中的渗碳体 (Fe3C)。凡不是金属键结合又不具有金属特性的化合物称为非金属化合物，例如碳钢中依靠离 子键结合的FeS和MnS，其在钢中一般称为非金属夹杂物。 ⚫①金属化合物的分类 金属化合物的种类很多，常见的有以下三种类型: ⚫i.正常价化合物 符合一般化合物的原子价规律，成分固定并可用化学式表示，如Mg2Si等。 2.晶体材料的基本相结构 ii.电子化合物 不遵守原子价规律，而服 从电子浓度(价电子总数与原子数之比)规 律。电子浓度不同，所形成化合物的晶格 类型也不同。例如左图Cu-Zn合金中，当 电子浓度为3/2时，形成化合物CuZn，其 晶体结构为BCC(简称为β相);电子浓度为 21/13时，形成化合物Cu5Zn8，其晶体结 构为复杂立方晶格(称为γ相)等
2.晶体材料的基本相结构（2）化合物①金属化合物的分类金属化合物的种类很多，常见的有以下三种类型.ili间隙化合物系由过渡族金属元素与C、H、N等原子半径较小非金属元素形成的金属化合物。根据非金属元素（以x表示）与金属元素（以M表示）原子半径的比值，可将其又分为两种a间隙相(rX/rM<0.59）具有简单结构的金属化合物，称为间隙相（如FCC结构的VC、TiC，简单立方结构的WC等)；b复杂晶体结构的间隙化合物（rX/rM>0.59）具有复杂晶体结构的间隙化合物，如钢中的Fe3C（复杂的斜方晶格，图1-18所示)等。图1.18渗碳E体的结构铁瓜子5.077A间隙相VC的结构批原子
⚫（2）化合物 ⚫①金属化合物的分类 金属化合物的种类很多，常见的有以下三种类型: ⚫iii.间隙化合物 系由过渡族金属元素与C、H、N等原子半径较小非金属元素形成的金属化 合物。根据非金属元素(以x表示)与金属元素(以M表示)原子半径的比值，可将其又分为两种： ⚫a间隙相(rX/rM＜0.59） 具有简单结构的金属化合物，称为间隙相(如FCC结构的VC、TiC， 简单立方结构的WC等)； ⚫b复杂晶体结构的间隙化合物（rX/rM＞0.59） 具有复杂晶体结构的间隙化合物，如钢中的 Fe3Ｃ(复杂的斜方晶格 ，图1-18所示)等。 2.晶体材料的基本相结构 间隙相VC的结构 ←图1.18渗碳 体的结构