間隙固溶體和間隙化合物在晶體結構與效能上區別何在

1樓：禾鳥

（1）間隙固溶體在微觀角度溶質原子是不均勻分佈的，溶質原子往往傾向於短程有序排列或形成同類原子的團簇。異類原子可以部分有序或完全有序分佈。

完全有序的固溶體或稱為超結構。因為完全有序時各類原子處在各自的亞點陣位置，與化合物相似，所以也有人把這類固溶體看做是化合物。溶質原子溶入後引起基體的彈性畸變，從而也改變固溶體的點陣常數。

（2）間隙化合物中金屬原子大多位於面心立方或密排六方結構（少數情況下為體心立方或簡單六方結構）的位置，小的非金屬原子位於結構的間隙。通常這類間隙化合物對應於簡單的分子式mx、m2x、m4x、mx2，但實際成分常常有一定的範圍，與間隙的填充程度有關。

2、間隙固溶體和間隙化合物在效能上的區別：

（1）間隙固溶體：

①穩定晶格，阻止某些晶型轉變的發生 zro2是一種高溫耐火材料，熔點2680℃，但從單斜轉變到四方時，伴隨很大的體積收縮，這對高溫結構材料是致命的。若加入cao，則它和zro2形成固溶體，無晶型轉變，使體積效應減少，使zro2成為一種很好的高溫結構材料。

②活化晶格形成固溶體後，晶格結構有一定畸變，處於高能量的活化狀態，有利於進行化學反應。

例如：ai2o3熔點高（2050℃），不利於燒結，若加入tio2，可使燒結溫度下降到1600℃，這是因為ai2o3與tio2形成固溶體，ti4+置換al3+後，帶正電，為平衡電價，產生正離子空位，加快擴散，有利於燒結進行。

③固溶強化固溶體的強度與硬度往往高於各組元，而塑性則較低，這種現象稱為固溶強化。強化的程度（或效果）不僅取決於它的成分，還取決於固溶體的型別、結構特點、固溶度、組元原子半徑差等一系列因素。

固溶強化在實驗中經常見到，如鉑、銠單獨做熱電偶材料使用，熔點為1450℃，而將鉑銠合金做其中的一根熱電偶，鉑做另一根熱電偶，熔點為1700℃，若兩根熱電偶都用鉑銠合金而只是鉑銠比例不同，熔點達2000℃以上。

④形成固溶體後對材料物理性質的影響固溶體的電學、熱學、磁學等物理性質也隨成分而連續變化，但一般都不是線性關係。固溶體的強度與硬度往往高於各組元，而塑性則較低

（2）間隙化合物：

①間隙化合物中準金屬元素的含量很高，但它仍具有明顯的金屬性質。例如有金屬光澤，較好的導電性、正的電阻溫度係數等。

②間隙化合物一般具有很高的熔點、極高的硬度和脆性。這種化合物彌散在鋼中就使鋼硬化，耐磨。高速切削工具鋼的耐磨性就**於多種間隙化合物的共同作用。

③間隙化合物中的結合鍵是混合型的：金屬原子之間是通過d電子形成金屬鍵，而金屬與準金屬原子之間則通過金屬的d電子和準金屬的p電子形成很強的定向（八面體）共價鍵。金屬鍵決定了間隙化合物的明顯金屬性質，共價鍵則決定了它的高熔點、高硬度和脆性。

④某些間隙化合物具有超導性，如nbc0.3n0.7。

非超導材料pd，pd-ag和pd-cu在加入間隙元素h後也變成超導材料。過渡族金屬的硼化物和磷化物可通過快冷而成為非晶態材料，其力學和電學效能類似於鋼。

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影響形成間隙固溶體的因素：

間隙固溶體的固溶度仍然取決於離子尺寸、離子價、電負性、結構等因素。

（1）雜質質點大小新增的原子愈小，愈易形成間隙固溶體，反之亦然。

（2）晶體（基質）結構離子尺寸是與晶體結構的關係密切相關的，在一定程度上來說，結構中間隙的大小起了決定性的作用。基質晶體中空隙愈大，結構愈疏鬆，愈易形成間隙固溶體。

（3）電價因素外來雜質原子進人問隙時，必然引起晶體結構中電價的不平衡，和置換型固溶體一樣，也必須保持電價的平衡。這可以通過生成空位、產生部分取代或離子的價態變化來達到。

2樓：匿名使用者

間隙固溶體是溶質原子進入溶劑晶格的間隙中而形成的固溶體，間隙固溶體的晶體結構與溶劑組元的結構相同，形成間隙固溶體可以提高金屬的強度和硬度，起到固溶強化的作用。如：鐵素體 f 是碳在α -fe 中的間隙固溶體，晶體結構與α -fe 相同，為體心立方，碳的溶入使鐵素體 f 強度高於純鐵。

間隙化合物的晶體結構與組元的結構不同，間隙化合物是由 h、b、c、n 等原子半徑較小的非金屬元素（以 x 表示）與過渡族金屬元素（以 m 表示）結合，且半徑比 rx/rm＞ 0.59 時形成的晶體結構很複雜的化合物，如 fe3c 間隙化合物硬而脆，塑性差。

間隙固溶體，間隙相，間隙化合物的定義是什麼？有什麼區別

3樓：駒毅

間隙固溶體又稱插入固溶體、嵌入固溶體。溶質原子佔據溶劑晶格中的間隙位置而形成的固溶體。若干溶質質點嵌入固相溶劑質點的間隙中而構成的固溶體。

通常，插入溶質的半徑與溶劑質點的半徑相位元別小時易於形成。在金屬鍵的物質中這類固溶體很普遍，添入的氬、碳、硼都容易處在這些晶格的間隙位置中。如碳溶入v-鐵中形成的間隙固溶體稱為奧氏體。

間隙固溶體的形成常有助於晶體的硬度、熔點和強度的提高。

間隙相。當非金屬原子半徑與金屬原子半徑的比值小於0.59時，形成的筒單晶體結構的間隙化合物，稱為間隙相。

間隙化合物指由過渡族金屬元素與碳、氮、氫、硼等原子半徑較小的非金屬元素形成的金屬化合物。根據組成元素原子半徑比值及結構特徵的不同，可將間隙化合物分為間隙相和具有複雜結構的間隙化合物。當非金屬與金屬的原子半徑比是小於0.

59時，形成具有單晶格的間隙化合物，稱為間隙相。當比值大於0.59時，形成具有複雜結構的間隙化合物。

不同點如下：

若小原子溶入後，大小原子數量成比例，在選取點陣時，大小原子點陣可以合併，這實際上改變了大原子的點陣結構，因此認為形成新相，稱為間隙相（間隙化合物）。

若小原子溶入後，分佈隨機，大小原子點陣不能合併，仍然保留大原子點陣，稱為間隙固溶體。