電子運動金屬材料PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1電子運動金屬材料電子運動金屬材料 電子的波動性是電子的波動性是大量電子大量電子( (或少量電或少量電子的大量子的大量) )行為的統(tǒng)行為的統(tǒng)計的結(jié)果。計的結(jié)果。物質(zhì)波是物質(zhì)波是統(tǒng)計性的，統(tǒng)計性的，是概率波是概率波。第1頁/共79頁電子的能量是量子化的，不連續(xù)，即電子的能量是量子化的，不連續(xù)，即能量的變化是從一個能級躍遷到另一能量的變化是從一個能級躍遷到另一個能級。個能級。量子力學(xué)描述電子運動狀態(tài)時，只能描量子力學(xué)描述電子運動狀態(tài)時，只能描述述某瞬間電子在某點出現(xiàn)的概率。某瞬間電子在某點出現(xiàn)的概率。第2頁/共79頁0 0m m2 22 22 2 h hz zy y2 2)(82222VEx

2、 用于用于描述電子在空間某點上出現(xiàn)的概率描述電子在空間某點上出現(xiàn)的概率。2 2解該方程得系統(tǒng)的能量解該方程得系統(tǒng)的能量E E ；波函數(shù)波函數(shù)波函數(shù)波函數(shù)就是原子軌道就是原子軌道第3頁/共79頁波函數(shù)波函數(shù)被稱為被稱為原子軌道。原子軌道。需要注意的是這里的軌道不是指實際的需要注意的是這里的軌道不是指實際的運動軌跡，因此也稱為運動軌跡，因此也稱為原子軌函。原子軌函。求解過程非常復(fù)雜，這里只介紹一些重要的求解過程非常復(fù)雜，這里只介紹一些重要的求解結(jié)果，以及為理解這些結(jié)果的簡要數(shù)學(xué)求解結(jié)果，以及為理解這些結(jié)果的簡要數(shù)學(xué)處理。因為在直角坐標系中無法求解，需要處理。因為在直角坐標系中無法求解，需要轉(zhuǎn)換到球

3、坐標系中進行處理。轉(zhuǎn)換到球坐標系中進行處理。第4頁/共79頁變換為球面坐標：變換為球面坐標： x = r sin cos y = r sin sin z = r cos r2 = x2 + y2 + z2 球面坐標變換球面坐標變換 rsin zxyP(x,y,z)z=rcosx= rsincosy = rsinsinr2222222sin1)(sinsin1)(1rrrrrr0)(822VEhm第5頁/共79頁 在整個求解過程中，需要引入三個在整個求解過程中，需要引入三個整數(shù)，整數(shù)，n、l 和和 m。它們稱為量子數(shù)。它們稱為量子數(shù)。 結(jié)果得到一個含有三個量子數(shù)和三結(jié)果得到一個含有三個量子數(shù)和三

4、個坐標的函數(shù)個坐標的函數(shù) ： = = n, l, mn, l, m( (r, r, , , ) )n的取值為的取值為非零正整數(shù)非零正整數(shù)。l 的取值為的取值為0到到(n 1)之間的之間的整數(shù)整數(shù)。m的取值為的取值為l l 之間的之間的整數(shù)整數(shù)。第6頁/共79頁主量子數(shù)主量子數(shù)n n、角量子數(shù)角量子數(shù)l 和和磁量子數(shù)磁量子數(shù)m m 確確定時，波函數(shù)定時，波函數(shù)( (原子軌道原子軌道) ) 便可確定。便可確定。每一個由一組量子數(shù)確定的波函數(shù)表示電每一個由一組量子數(shù)確定的波函數(shù)表示電子的一種運動狀態(tài)。子的一種運動狀態(tài)。下面重點講這幾個量子數(shù)，它們是我們下面重點講這幾個量子數(shù)，它們是我們需需要掌握得核

5、心內(nèi)容要掌握得核心內(nèi)容。第7頁/共79頁主量子數(shù)主量子數(shù)n n 取值取值1 1、2 2、3 3、4 4、 n n的值越大，電子能級就越高，的值越大，電子能級就越高，電子的電子的能能量越大量越大，電子離核的平均，電子離核的平均距離越遠距離越遠。 電子層電子層的概念的概念 第8頁/共79頁n角量子數(shù)l 取值0、1、2、（n-1）。n表示原子軌道的形狀: s（ l =0）球形； p（ l =1）雙球形 在多電子原子中也影響能量n 電子亞層的概念第9頁/共79頁 m m的的取值為取值為-l-l、+l+l，共（，共（2 2l +1+1）個。）個。表示表示原子軌道在空間的原子軌道在空間的伸展方向。伸展方向

6、。 每一個每一個m m值，對應(yīng)一個方向。值，對應(yīng)一個方向。除除s s軌道外軌道外, , 都是各向異性的都是各向異性的. .如如：l 為為1 1時，時， m m為為-1 、0 0、+1+1時，時， 原子軌道有原子軌道有3 3個方向。個方向。第10頁/共79頁m m磁量子數(shù)磁量子數(shù) 0 0、1 1、2 2l 0 1 2 3軌道軌道 s p d f n n、l、m m一定，軌道也確定一定，軌道也確定第11頁/共79頁n =2， l =0， m =0， 2s l =1， m =0， 2p m =1， 2p m =-1， 2p m m值不影響能量。值不影響能量。n n、l 相同相同,m,m不同的不同的原

7、子軌道原子軌道稱稱簡并（或等價）軌道。簡并（或等價）軌道。如如2p有3個等價軌道等價軌道n n =2 =2時，共有時，共有4 4個軌道（個軌道（2s2s、3 3個個2p2p）（22）第12頁/共79頁nn =3， l =0、1、2nl =0（s）， m =0 nl =1（p）， m =1、0、1 nl =2（d）， m =2、1、0、1、2 nn =3時，共有9個軌道（1個3s、3個3p、5個3d）（32），能容納18個電子。第13頁/共79頁nn =4， l =0、1、2、3nl =0（s）， m =0 nl =1（p）， m =1、0、1nl =2（d）， m =2、1、0、1、2 l =

8、3（f）， m =3、2、1、0、1、2、3 nn =4時，16個軌道（1個4s、3個4p、5個4d、7個4f）（42），能容納32個電子。第14頁/共79頁自旋量子數(shù)自旋量子數(shù)m ms s：在實驗研究過程中：在實驗研究過程中為與實驗結(jié)果擬合，提出來的為與實驗結(jié)果擬合，提出來的取值：取值：2 21 1, ,2 21 1符號：符號： , ,表示自旋的兩種狀態(tài)。表示自旋的兩種狀態(tài)。第15頁/共79頁1.總能量2.波函數(shù)J10179.2J10179.2181218sEnE()0/3041,arear ()( )(), YrRr角度部分角度部分：()41,Y( )0/3012arearR徑向部分徑向部

9、分：1s1s軌道軌道徑向部徑向部分是電子離核分是電子離核距離的函數(shù)。距離的函數(shù)。角度部分是角度部分是角的函數(shù)。角的函數(shù)。第16頁/共79頁()41,Y(),1rs是一種球形對稱分布角度部分作圖xzy第17頁/共79頁電子云電子云無直觀明確的物理意義無直觀明確的物理意義, ,它的物理意義是它的物理意義是：表示：電子在空間某點出現(xiàn)的表示：電子在空間某點出現(xiàn)的幾率密度幾率密度。2 2( (r)r)R(r r)Y()第18頁/共79頁原子軌道和電子云的圖象原子軌道和電子云的圖象為做圖方便，做如下處理：為做圖方便，做如下處理：對對R做圖，稱原子做圖，稱原子軌道軌道的徑向分布圖的徑向分布圖；對對Y做圖，稱

10、原子做圖，稱原子軌道軌道的角度分布圖的角度分布圖；對對R2做圖，稱做圖，稱電子云電子云的徑向分布圖的徑向分布圖；對對Y2 做圖，稱做圖，稱電子云電子云的角度分布圖的角度分布圖。根據(jù)根據(jù)( (r)r)R(r r)Y()第19頁/共79頁yY2pxyzxY2pxyz22pxYxyzxyz2p2yYxyz2p2zYxyzzY2p第20頁/共79頁n 用（ n,l,m）來表示1s、2p，n、l、m、ms的相互之間的關(guān)系第21頁/共79頁第22頁/共79頁第23頁/共79頁第24頁/共79頁第25頁/共79頁 在已發(fā)現(xiàn)的在已發(fā)現(xiàn)的112種元素中，除氫以外種元素中，除氫以外，都屬于多電子原子。，都屬于多電

11、子原子。 多電子原子除電子與核的作用勢能多電子原子除電子與核的作用勢能外，還存在電子之間的作用勢能，因此外，還存在電子之間的作用勢能，因此，勢能部分的表達非常復(fù)雜，不能精確，勢能部分的表達非常復(fù)雜，不能精確求解它們的薛定諤方程。求解它們的薛定諤方程。第26頁/共79頁n在多電子原子中，軌道能量不僅與主量子數(shù)n有關(guān)，還與角量子數(shù)l有關(guān)。n根據(jù)實驗得到的光譜數(shù)據(jù)。n下圖為近似能級圖，填充電子時，由低到高。多電子原子體系的電子如何排布？多電子原子體系的電子如何排布？第27頁/共79頁多電子多電子原子的原子的近似能近似能級圖級圖.填充電填充電子時，子時，先先4s,再再3d.第28頁/共79頁多電子原子

12、中電子分布的三個原理：多電子原子中電子分布的三個原理： 泡利不相容原理、最低能量原理、泡利不相容原理、最低能量原理、洪特規(guī)則洪特規(guī)則。能量最低原理能量最低原理 在不違背泡利原理的條件下，核外在不違背泡利原理的條件下，核外電子分布將盡可能優(yōu)先占據(jù)能級較低的電子分布將盡可能優(yōu)先占據(jù)能級較低的軌道，使軌道，使系統(tǒng)能量處于最低。系統(tǒng)能量處于最低。第29頁/共79頁n泡利不相容原理 n 在同一原子中不可能有四個量子數(shù)完全相同的兩個電子。 n 由泡利原理可知，在每一個原子軌道（一組n, l, m ）中最多允許容納兩個自旋反平行的電子。n思考；第n層最多可以排布幾個電子？n2n2 第30頁/共79頁洪特（洪

13、特（HundHund）規(guī)則）規(guī)則 當(dāng)電子在當(dāng)電子在n, n, l 相同的數(shù)個等價軌道上相同的數(shù)個等價軌道上分布時，盡可能占據(jù)不同的等價軌道且分布時，盡可能占據(jù)不同的等價軌道且自旋平行。自旋平行。 I II III碳原子碳原子(1s22s22p2)的兩個的兩個p電子的排列方法電子的排列方法： 兩個電子在兩個電子在p軌道上的分布軌道上的分布第31頁/共79頁(1)電子排布式 多電子原子核外電子分布的表達式叫做核外電子排布式。 此外此外，電子處于，電子處于全滿全滿(s(s2 2,p,p6 6,d,d1010,f,f1414) )、半滿半滿(s(s1 1p p3 3,d,d5 5,f,f7 7) )、

14、全空全空(s(s0 0,p,p0 0,d,d0 0,f,f0 0) )時時較穩(wěn)定。較穩(wěn)定。第32頁/共79頁鈦鈦(Ti)(Ti)原子有原子有2222個電子，按上述三個原理個電子，按上述三個原理和近似能級順序，電子的分布應(yīng)為和近似能級順序，電子的分布應(yīng)為 2222Ti 1sTi 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s2 23d3d2 2 但在書寫電子分布式時但在書寫電子分布式時, ,要將要將3d3d軌道軌道放在放在4s4s前面，即鈦原子的電子分布式前面，即鈦原子的電子分布式正確正確的寫法的寫法為為 2222Ti 1sTi 1s2 22s2s2 22p2p6 6

15、3s3s2 23p3p6 63d3d2 24s4s2 2第33頁/共79頁15626224s3d3p3s2p2s1s Cr 24：ZZ = 26 Fe：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 110626224s3d3p3s2p2s1s Cu 29：ZN（三個未成對電子三個未成對電子）：1s2 2s2 2p3154s3dAr原子實稱為Ar 4s3dAr110第34頁/共79頁 化學(xué)反應(yīng)只涉及外層電子的得失，只需化學(xué)反應(yīng)只涉及外層電子的得失，只需寫出外層電子分布式即可。寫出外層電子分布式即可。外層電子分布式又稱為價電子構(gòu)型外層電子分布式又稱為價電子構(gòu)型. . 主族元素主族元素 價

16、電子構(gòu)型為價電子構(gòu)型為 ns+npns+np，例如，例如 1717ClCl的價電子構(gòu)型：的價電子構(gòu)型： 3s3s2 23p3p5 5； 副族元素副族元素 價電子構(gòu)型為價電子構(gòu)型為 ns+(n-1)dns+(n-1)d 2222TiTi的價電子構(gòu)型：的價電子構(gòu)型： 3d3d2 24s4s2 2； 第35頁/共79頁 原子失去電子而成為正離子時，首先原子失去電子而成為正離子時，首先失去最外層的電子。失去最外層的電子。 2525MnMn2+2+的外層電子構(gòu)型是的外層電子構(gòu)型是 3s3s2 23p3p6 63d3d5 5注意不能只寫成注意不能只寫成3d3d5 5。 2222TiTi4+4+的外層電子構(gòu)

17、型是的外層電子構(gòu)型是 3s3s2 23p3p6 6。 原子成為負離子時，原子所得的電子原子成為負離子時，原子所得的電子總是分布在它的最外電子層上。總是分布在它的最外電子層上。 1717C1C1- -的外層電子分布式是的外層電子分布式是 3s3s2 23p3p6 6。 第36頁/共79頁 元素周期律：元素以及由它形成的單元素周期律：元素以及由它形成的單質(zhì)和化合物的性質(zhì)，隨著元素的原子序數(shù)質(zhì)和化合物的性質(zhì)，隨著元素的原子序數(shù)( (核電荷數(shù)核電荷數(shù)) )的依次遞增，呈現(xiàn)周期性的變的依次遞增，呈現(xiàn)周期性的變化?；５?7頁/共79頁 根據(jù)原子的價電子構(gòu)型，結(jié)合周期表根據(jù)原子的價電子構(gòu)型，結(jié)合周期表，將

18、周期系分成，將周期系分成5 5個區(qū)，即個區(qū)，即s s、p p、d d、dsds和和f f區(qū)。區(qū)。 s s 區(qū)區(qū) nsns1 1 nsns2 2 p p 區(qū)區(qū) nsns2 2npnp1 1 nsns2 2npnp6 6 d d 區(qū)區(qū) (n-1)d(n-1)d1 1nsns2 2 (n-1)d(n-1)d8 8nsns2 2 ds ds 區(qū)區(qū) (n-1)d(n-1)d1010nsns1 1 (n-1)d(n-1)d1010nsns2 2 f f 區(qū)區(qū) (n-2)f(n-2)f1 1nsns2 2 (n-2)f(n-2)f1414nsns2 2第38頁/共79頁n ns s2 2n np p1-61

19、-6P P區(qū)元素區(qū)元素n ns s 1-21-2s s區(qū)元區(qū)元素素( (n n-1)d-1)d1-81-8n ns s2 2d d區(qū)元素區(qū)元素n n-1)d-1)d1010n ns s1-21-2dsds 區(qū)區(qū)元素元素第39頁/共79頁(2)(2)元素在周期表中的位置與結(jié)構(gòu)的關(guān)系元素在周期表中的位置與結(jié)構(gòu)的關(guān)系 周期號數(shù)原子的電子層數(shù)。周期號數(shù)原子的電子層數(shù)。主族元素主族元素: : 號數(shù)最外層電子數(shù)號數(shù)最外層電子數(shù)。副族元素：副族元素： B BB B 族號數(shù)最外層電子數(shù)族號數(shù)最外層電子數(shù)； 第40頁/共79頁nBB 族序數(shù)最外層電子數(shù)+次外層d電數(shù)n ns電子+(n-1)d電子數(shù)810n n零

20、族 最外層電子數(shù)為8 (或2)n 同族元素具有相同的價電子構(gòu)型，因而具有相似的化學(xué)性質(zhì)。第41頁/共79頁 金屬性與非金屬性金屬性與非金屬性 金屬元素易失電子變成正離子，金屬元素易失電子變成正離子，可可用金屬性表征原子失去電子的能力，用金屬性表征原子失去電子的能力，元元素的原子愈容易失去電子，它的金屬性素的原子愈容易失去電子，它的金屬性就愈強；就愈強； 非金屬元素易得電子變成負離子，非金屬元素易得電子變成負離子，可用非金屬性表征原子得電子的能力，可用非金屬性表征原子得電子的能力，原子獲得電子的能力愈強，它的非金屬原子獲得電子的能力愈強，它的非金屬性就愈強。性就愈強。第42頁/共79頁n 電離能

21、n表征元素失去電子難易程度的物理量。n 氣態(tài)的原子失去一個電子變成+1價的離子所需吸收的能量叫做該元素的第一電離能。n氣態(tài)一價陽離子再失去一個電子所需的能量稱為第二電離能。n電離能數(shù)據(jù)可由光譜數(shù)據(jù)精確求得。第43頁/共79頁第一電離能的周期性第一電離能的周期性第44頁/共79頁思考思考1：N(2s 22p3)的第一電離能偏大，的第一電離能偏大，而而B (2s 22p1)的第一電離能偏??？為什的第一電離能偏??？為什么？么？答：答：N原子的特征電子構(gòu)型為原子的特征電子構(gòu)型為p軌道半軌道半充滿，較穩(wěn)定充滿，較穩(wěn)定(不易電離不易電離)，B 原子失去原子失去一個一個2p電子后變成電子后變成2s22p0的

22、穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。第45頁/共79頁第46頁/共79頁第47頁/共79頁nZ*=26（1.00100.851410.35）=2622.25=3.75Z = 26 Fe：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 n（1）n1（14）n-2（8）Z = 20 Ca：1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 lZ*=20（1.00100.85810.35）=2.85 因此鈣比鐵活潑，最外層電子易反應(yīng)。因此鈣比鐵活潑，最外層電子易反應(yīng)。第48頁/共79頁鮑林在鮑林在19321932年引入年引入“電負性電負性”的概念，的概念，表征原子吸引電子的能力的強弱。表征原子吸引電子的能力的

23、強弱。 化學(xué)鍵離解能化學(xué)鍵離解能、電離能電離能以及以及很多熱化學(xué)很多熱化學(xué)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)都表示原子在化合物中吸引電子的都表示原子在化合物中吸引電子的能力，但這些數(shù)據(jù)不直觀，需要大量數(shù)能力，但這些數(shù)據(jù)不直觀，需要大量數(shù)據(jù)相互對比才能看清規(guī)律。據(jù)相互對比才能看清規(guī)律。第49頁/共79頁n電負性數(shù)值越大，原子在分子中吸引電子的能力越強。n 鮑林根據(jù)化學(xué)鍵離解時耗能的高低，確定了周期表中各元素的電負性的值（鮑林用離解能數(shù)據(jù)計算電負性時指定F 的電負性為4.0）。n各元素的電負性的數(shù)值見下圖. 第50頁/共79頁第51頁/共79頁 * *電負性電負性：分子中分子中原子吸引電子的能力。原子吸引電子的能力。 金屬

24、元素金屬元素( (除釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑除釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑以及金外以及金外) )的電負性數(shù)值小于的電負性數(shù)值小于2.02.0 非金屬元素非金屬元素( (除除SiSi外外) )則大于則大于2.02.0 一般以一般以2.02.0作為金屬性的分界。作為金屬性的分界。第52頁/共79頁原子半徑原子半徑 人為規(guī)定的參數(shù)人為規(guī)定的參數(shù), ,有三種：有三種：金屬半徑金屬半徑金屬晶體中，相鄰原子金屬晶體中，相鄰原子 核間距半核間距半; ;范德華半徑范德華半徑單原子分子晶體中，單原子分子晶體中， 相鄰原子核間距之半。相鄰原子核間距之半。共價半徑共價半徑共價鍵形成的單共價鍵形成的單 質(zhì)，相鄰原子核間距之半

25、；質(zhì)，相鄰原子核間距之半；第53頁/共79頁第54頁/共79頁()()122 145 161 197 r/pm 31Ga Ti Sc 20Ca 第四周期 過渡元素從左到右，原子半徑減小幅過渡元素從左到右，原子半徑減小幅度小。度小。 鈣與鎵相比，原子的反應(yīng)性大幅度減鈣與鎵相比，原子的反應(yīng)性大幅度減少。少。 第五周期的也同樣，如耐腐蝕性較好第五周期的也同樣，如耐腐蝕性較好的銀、釕、銠、鈀等元素。的銀、釕、銠、鈀等元素。第55頁/共79頁()( )173 183 188 r/pm Lu Ce La 137 143 159 173 217 r/pm WTa Hf 71Lu 56Ba 即鑭系元素第六周期

26、鑭系元素從左到右，原子半徑減小幅鑭系元素從左到右，原子半徑減小幅度更小。度更小。第56頁/共79頁 K Ca Sc Ti V Crr/pm 203 174 144 132 122 118 Rb Sr Y Zr Nb Mor/pm 216 191 162 145 134 130 Cs Ba La Hf Ta Wr/pm 235 198 169 144 134 130原子半徑減小幅度太?。涸影霃綔p小幅度太小：第二、第三過渡系的同族元素半徑相近，性質(zhì)相第二、第三過渡系的同族元素半徑相近，性質(zhì)相近，分離困難。近，分離困難。 第57頁/共79頁 鑭系新增加的電子填入外數(shù)第三層上，原子半徑減小不明顯，而

27、原子中的質(zhì)子數(shù)顯著增大，外層電子所受到的吸引力較大，導(dǎo)致隨后的金屬不活潑。如鋨、銥、鉑、金、汞等耐蝕性元素。第58頁/共79頁第59頁/共79頁第60頁/共79頁鋼鐵是鐵和鋼鐵是鐵和碳合金的總稱。碳合金的總稱。第61頁/共79頁 鋼鐵中含碳量在鋼鐵中含碳量在2.12.1以上的為鑄以上的為鑄鐵，小于鐵，小于2.12.1為鋼，小于為鋼，小于0.02%0.02%純鐵純鐵。 鑄鐵鑄鐵 鋼鋼 純鐵純鐵 2.1 0.02% 煉鋼是控制生鐵中含碳量達到鋼的煉鋼是控制生鐵中含碳量達到鋼的要求，除去危害鋼性能的要求，除去危害鋼性能的S S、P P等。特等。特殊性能的合金鋼需加入一些其他元素殊性能的合金鋼需加入一

28、些其他元素（常用的有（常用的有SiSi、MnMn、CrCr、MoMo、W W、V V、TiTi、NbNb、B B等）等） 。第62頁/共79頁J金屬材料的優(yōu)點：良好的導(dǎo)電、傳熱性、高的機械金屬材料的優(yōu)點：良好的導(dǎo)電、傳熱性、高的機械強度，較為廣泛的溫度使用范圍，良好的機械加工性強度，較為廣泛的溫度使用范圍，良好的機械加工性能等。能等。L金屬材料的缺點：易被腐蝕和難以滿足高新技術(shù)更金屬材料的缺點：易被腐蝕和難以滿足高新技術(shù)更高溫度的需要。高溫度的需要。思考思考：911911事件中紐約世貿(mào)大廈坍塌的原因？事件中紐約世貿(mào)大廈坍塌的原因？答：合金鋼強度經(jīng)得起12級臺風(fēng)、各種龍卷風(fēng)的襲擊，也耐得住地震、

29、雷電或爆炸的侵擾。但其優(yōu)良的導(dǎo)熱性，使他經(jīng)不起高溫，整體變軟，促成大廈迅速倒塌。第63頁/共79頁 純金屬的制備成本很高，而且機械純金屬的制備成本很高，而且機械強度、耐熱性等不理想。因此常用強度、耐熱性等不理想。因此常用合金合金。第64頁/共79頁第65頁/共79頁第66頁/共79頁按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中位置分類按溶質(zhì)原子在溶劑晶格中位置分類置換固溶體置換固溶體：溶質(zhì)原子代替部分溶劑晶溶質(zhì)原子代替部分溶劑晶格結(jié)點位置。格結(jié)點位置。 Cu CuNiNi合金。釩、鉻、錳、鎳、鈷合金。釩、鉻、錳、鎳、鈷等都與鐵形成置換固溶體。等都與鐵形成置換固溶體。間隙固溶體間隙固溶體：溶質(zhì)原子進入溶劑晶格中溶質(zhì)原

30、子進入溶劑晶格中結(jié)點間的空隙位置。結(jié)點間的空隙位置。 鐵素體鐵素體(Fe(Fe3 3C)C)。氫、硼、碳、氮等。氫、硼、碳、氮等與副族元素形成間隙固溶體。與副族元素形成間隙固溶體。第67頁/共79頁置換固溶體置換固溶體 間隙固溶體間隙固溶體 第68頁/共79頁390MP390MPa a70HBS70HBS50%50%。純銅純銅b b 220MPa 220MPa, , 硬度硬度40HBS40HBS, , 斷面收縮率斷面收縮率70%70%加入加入1%1%鎳后：鎳后：固溶強化固溶強化：溶入溶質(zhì)原子形成固溶體，使溶入溶質(zhì)原子形成固溶體，使溶劑的晶格發(fā)生畸變，阻礙材料因外力作溶劑的晶格發(fā)生畸變，阻礙材料因外力作用而引起的形變，提高金屬的強度、硬度用而引起的形變，提高金屬的強度、硬度，稱為固溶強化。，稱為固溶強化。第69頁/共79頁n合金中加入的溶質(zhì)原子數(shù)量超過溶劑金屬的溶解度時，除形成固溶體外，還形成新的相，該新相通常是金屬化合物。第70頁/共79頁金屬化合物具有金屬化合物具有仍具有金屬特性：較高仍具有金屬特性：較高的熔