清华版：《材料科学基础》课程电子教案（PPT课件）2-7 金属间化合物

金属间化合物2-123定义：金属与金属，金属与准金属形成的化合物称为金属间化合物

定义：金属与金属， 金属与准金属 形成的化合物称为金属间化合物 1

符合化合物原子价规律的金属间化合物。它们具有严格的化合比，成分固定不变。它的结构与相应分子式的离子化合物晶体结构相同，如分子式具有AB型的正常价化合物其晶体结构为NaCl型，多为离子化合物。电子化合物价化合物间隙化合物间隙相

1.4 合金相结构 固溶体 金属化合物 价化合物 电子化合物 间隙相 间隙化合物 符合化合物原子价规律的金属间化合 物。它们具有严格的化合比，成分固 定不变。它的结构与相应分子式的离 子化合物晶体结构相同，如分子式具 有AB型的正常价化合物其晶体结构为 NaCl型，多为离子化合物

是指按照一定价电子浓度的比值组成一定晶格类型的化合物。电子化合物的熔点和硬度都很高，而塑性较差，是有色金属中的重要强化相。价化合物电子化合物间隙化合物间隙相

价化合物 电子化合物 间隙相 间隙化合物 是指按照一定价电子浓度的比值 组成一定晶格类型的化合物。电 子化合物的熔点和硬度都很高， 而塑性较差，是有色金属中的重 要强化相

当非金属原子迷径金属原子半径的比值小于0.59时，将形成具有简单晶体结构的金属间化合物：问隙相是一些合金工具钢和硬质合全中重要的强化相，另外，可用作特殊的表面处理。间隙化合物间隙相

正常价化合物 电子化合物 间隙相 间隙化合物 当非金属原子半径与金属原 子半径的比值小于0.59时，将形 成具有简单晶体结构的金属间化 合物. 间隙相是一些合金工具钢和 硬质合金中重要的强化相，另外， 可用作特殊的表面处理

当非金属原子半径金属原子半径的比值大于0.59时，将形成具有复杂晶体结构的金属间化合物，问隙化合物种类很多Fe,C是铁碳合金中重要的组成相，具有复杂的正交晶格，晶胞中有12个Fe原子，4个C原子。间隙化合物也具有很高的熔点和硬度脆性较大，也是钢中重要的强化相之一但与间隙相相比，间隙化合物的熔点和硬度以及化学稳定性都要低一些。间隙化合物间隙相尺寸因素化合物

正常价化合物 电子化合物 间隙相 间隙化合物 当非金属原子半径与金属原子半径的 比值大于0.59时，将形成具有复杂晶体结 构的金属间化合物，间隙化合物种类很多， Fe3C是铁碳合金中重要的组成相，具有复 杂的正交晶格，晶胞中有12个Fe原子，4 个C原子。 间隙化合物也具有很高的熔点和硬度， 脆性较大，也是钢中重要的强化相之一。 但与间隙相相比，间隙化合物的熔点和硬 度以及化学稳定性都要低一些。 尺寸因素化合物

铁碳合金中的FeCAl-Mg-Si合金中的Mg2SiPb基轴承合金中的电子化合物

铁碳合金中的Fe3C Al-Mg-Si合金中的Mg2Si Pb基轴承合金中的电子化合物

1、正常价化合物（P116）由两种电负性差值较大的元素按通常的化学价规律形成的化合物其稳定性与两组元的电负性差值大小有关，电负性差值越大，稳定性越高，愈接近离子键合，反之趋向于金属键合。正常价化合物包括从离子键、共价键过渡到金属键为主的一系列化合物，通常具有较高的强度和脆性，固溶度范围极小，在相图上为一条垂直线1600141411.800L+$t1087*946.756.5L+MgL+MgstL+MgsIoar638.8°Mgsi+St1.38Mg+MgSt110202150higsi, %图584Mg-Si相图

 由两种电负性差值较大的元素按通常的化学价规律形成的化合物， 其稳定性与两组元的电负性差值大小有关，电负性差值越大，稳定 性越高，愈接近离子键合，反之趋向于金属键合。正常价化合物包 括从离子键、共价键过渡到金属键为主的一系列化合物，通常具有 较高的强度和脆性，固溶度范围极小，在相图上为一条垂直线

2、电子化合物(HUME-ROTHERY相)(P120)合金系中间相晶体结构电子浓度e/a3/2Cu-Zn系β(CuZn)体心立方21/13复杂立方CusZng)7/4密排六方ε(CuZn)3/2Cu-Al系体心立方β(Cu3Al)21/13复杂立方 (Cu32Al1g)7/4密排六方(CusAl3)3/2Cu-Sn系体心立方β (CusSn)21/13复杂立方(Cu31Sn)7/4密排六方(CusSn)这类化合物的结构稳定性主要取决于电子浓度因素。在相图上占有一成分范围，结合性质为金属键，有明显的金属特性

合金系 中间相 电子浓度e/a 晶体结构 Cu-Zn系 β（CuZn） 3/2 体心立方 γCu5Zn8） 21/13 复杂立方 ε（CuZn3） 7/4 密排六方 Cu-Al系 β（Cu3Al） 3/2 体心立方 γ（Cu32Al19） 21/13 复杂立方 ε（Cu5Al3） 7/4 密排六方 Cu-Sn系 β（Cu5Sn） 3/2 体心立方 γ（Cu31Sn8） 21/13 复杂立方 ε（Cu3Sn） 7/4 密排六方 这类化合物的结构稳定性主要取决于电子浓度因素。在相 图上占有一成分范围，结合性质为金属键，有明显的金属特性

电子浓度：化合物中每个原子平均所占有的价电子数(e/a)e/a=Z,Ci+Z,C2 +...+Z,C,注意：第VI族元素Z,-组元i原子的价电子数的原子价电子数规定C,--组元i原子的百分数为零。例如:Cu3Al e/a=(1*3+3*1)/(3+1)

电子浓度：化合物中每个原子平均所占有的价电子数（e/a）。 1 1 2 2 / . - - n n i i e a Z C Z C Z C Z i C i = + + + 组元 原子的价电子数 组元 原子的百分数 注意：第VIII族元素 的原子价电子数规定 为零。 例如:Cu3Al e/a=(1*3+3*1)/(3+1)