先进金属结构材料－金属间化合物.ppt

先进金属结构材料 ——金属间化合物结构材料
北京航空航天大学材料学院
School of materials science and engineering, BUAA
李树索
82314488
E-mail lishsp衍生结构
DO3 超结构
B2 ，亦称 黄铜超点阵
DO19或Mg3Cd型超点阵
金属间化合物晶体结构
复杂结构
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基本结构
L12 (Cu3Au I超点阵)
它相当于有四个简单立方点阵穿插形成的点阵，而每一简单立方点阵只被一种原子占据。已在60多个合金系统中发现这种结构。
典型的例子有： Ni3Al、 Al3U、Co3V、FeNi3、 FePd3。
Au
Cu
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基本结构
L11(CuPt的菱方超结构)
有序化后，原面心立方的（111）面交替的被Cu及Pt原子所占据，晶体结构发生变形由立方变成菱方。CuPt是唯一的一个例子。
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基本结构
L10（CuAu I超结构）
原面心立方的（001）交替的分别被Cu与Au原子占据，它不再是立方点阵，而成为四方点阵。如：AgTi, TiAl, FePt等。
Cu
Au
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基本结构
B2 （β黄铜超点阵）
有序结构可看成是分别由Cu及Zn组成的简单立方点阵穿插而成。
典型的例子有：
β-CuZn、β-AuCd、β-NiAl。
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基本结构
DO3 超结构：
以Fe3Al 为其代表。Al只占X之上，其余为 Fe原子所占据。如果增加Al含量，Al原子将占据Y位置,直到FeAl成分，Al原子占满X和Y点阵位置，就成为B2结构。另外一个例子是Fe3Si。
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基本结构
DO19或Mg3Cd型超点阵
相当四个密堆六角亚点阵穿插组成。其中Cd占据一个亚点阵，Mg占据三个亚点阵。
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基本结构
拓扑密排相（TCP相）(自学)
TCP 相必须用若干结构单元描述其晶体结构，即：间隙空洞，原子配位多面体，主骨架和原子层等。
TCP相典型结构类型有Cr3Si(β- W)结构，Laves相、σ相，以及μ, P, R, M, δ，χ等相。
TCP相的共同特征是晶体中的间隙完全由四面体空洞组成，所以他们的结构是高度密排的。
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原子配位多面
一个原子的配位多面体是以该原子为中心与围绕它的近邻原子的中心连线所构成的一个多面体。对于配位数为12的fcc和hcp结构，有12个近邻原子组成的多面体分别是立方八面体(Cubo - octahedron)和孪生立方八面体(Twinned Cubo -octahedron)在空间中有多面体堆垛而成一点阵。
对于TCP结构，我们会碰到第三种配位数为12的多面体，该多面体全部由三角形的面构成，称为二十面体(CN12)。
为了满足TCP中只能出现四面体空洞的要求，除了许多原子具有二十面体环境外，有些原子必须具有更高的配位体多面体的环境。
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主骨架
当相邻原子具有五个面配位时每个原子的CN为12。称CN12的位置为次位置，而CN大于12的为主位置。
主位置适合比较大尺寸的原子，它们由主配位线连接，次位置由次配位相连接。
在这些结构中往往有一个或一个以上由主配位线联结而成的网格，这些网格总称为结构的主骨架。
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原子层
TCP相一般都具有层状结构。
主原子层是有一列列原子层构成六角形、五角形和三角形的花样。这种原子层称主原子层。
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基本结构
Cr3Si(β- W)结构
Cr3Si相属于β- W型的结构， Cr3Si结构一般不总是发生在正化学比A3B处。其初基单胞含有8个原子。设其原点处于中心，则单胞内原子位置为：
2个B原子：
0,0,0; 1/2,1/2,1/2;
6个A原子：
1/4,0,1/2; 1/2,1/4,0;
0,1/2,1/4; 3/4,1/2,0;
1/2,3/4,0; 0,1/2,3/4。
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基本结构
Laves相晶体结构
Laves相的分子式为AB2 型，他们的结构都与Mg基的以下三种典型结构相关：MgCu2 ，MgZn2 和MgNi2。
σ相晶体结构
σ相是在过渡族金属之间形成的一种TCP相，如 FeCr, FeMo, CrMn等。
σ相的结构几乎与β- U的结构相同，但由于σ相不像Cr3Si和Laves相那样有