第二节金属间化合物课件.ppt

1、组元组元A新相新相C C的结构、性能与的结构、性能与A A、B B都不同。都不同。+组元组元B 相相C1 按一定的原子比结合（可以有小偏差）按一定的原子比结合（可以有小偏差）2 有序排列有序排列3 性能不同于性能不同于A、B 组元组元4 原子尺寸差、电子浓度、电负性原子尺寸差、电子浓度、电负性 可用分子式表示可用分子式表示异类原子亲合力强异类原子亲合力强电负性差异大电负性差异大结构与结构与A、B组元不同组元不同化合物类型化合物类型 电负性电负性 电子浓度电子浓度 原子尺寸因素原子尺寸因素电负性差异大电负性差异大间隙相间隙相间隙化合物间隙化合物拓扑密堆相拓扑密堆相NiAs结构结构正常价化合物正常

2、价化合物键合性质键合性质 离子键成分化合物离子键成分化合物电负性相近电负性相近 金属键性质化合物金属键性质化合物 电子化合物电子化合物（几何因素）（几何因素）三、主要类型符合原子价规律符合原子价规律电负性越大电负性越大 稳定性越高稳定性越高离子键、共价键，也有金属键离子键、共价键，也有金属键不易变形，硬脆（结构复杂、对称性差）不易变形，硬脆（结构复杂、对称性差）一般由金属一般由金属与非金属形成与非金属形成NaCl、ZnS、CaF2NaClCaF2ZnS立方结构立方结构(闪锌矿闪锌矿)六方六方ZnS(硫锌矿硫锌矿)结构主要取决于电子浓度。原子尺寸、电负性也有影响结构主要取决于电子浓度。原子尺寸、

3、电负性也有影响电子浓度可以有一定变化范围电子浓度可以有一定变化范围 成分可以在一定范围变成分可以在一定范围变化化 可看作化合物为基的固溶体可看作化合物为基的固溶体有时为了维持晶胞中的电子浓度有时为了维持晶胞中的电子浓度 出现空位出现空位（称为）（称为）缺位固溶体（或缺陷相）缺位固溶体（或缺陷相）金属键金属键 （呈）金属性质（呈）金属性质CuZn、FeAl、Ag3AlAg3AlFeAl无序无序CuZn有序有序CuZn电子化合物：电子化合物：电子浓度为电子浓度为3/2时时 体心立方结构体心立方结构(相相)；电子浓度为电子浓度为21/13 复杂立方结构复杂立方结构(相相)；电子浓度为电子浓度为21/

4、12 密排六方结构密排六方结构(相相)。B族或过渡族金属元素族或过渡族金属元素B，A，A族元素族元素rx/rm 0.59 结构复杂结构复杂 （称）间隙化合物（称）间隙化合物0.59并不严格，并不严格，rx/rm 0.59也可以形成间隙化合物也可以形成间隙化合物V原子原子C原子原子 (a)(a)(b)(b)间隙相和间隙化合物的晶体结构间隙相和间隙化合物的晶体结构（a a）间隙相）间隙相VC VC （b b）间隙化合物）间隙化合物非金属原子按一定规则位于体心、面心、密排六方的间隙位置非金属原子按一定规则位于体心、面心、密排六方的间隙位置 形成新点阵结构形成新点阵结构（称）间隙相（称）间隙相非金属原

5、子占据间隙位置、数量非金属原子占据间隙位置、数量 （划分）间隙相的类型（划分）间隙相的类型（1）有成分变化有成分变化（2）相同结构间隙相可以互溶相同结构间隙相可以互溶（3）硬、脆、高熔点硬、脆、高熔点（4）离子键、共价键（异类大小原子间）离子键、共价键（异类大小原子间）金属键（同类大原子间）金属键（同类大原子间）间隙相举例间隙相举例VCFe4NZrH2MX型FCC结构MX2型FCC结构M4X型FCC结构小原子尺寸比间隙大很多小原子尺寸比间隙大很多 点阵畸变严重点阵畸变严重 因此结构复因此结构复杂杂 （称）间隙化合物（称）间隙化合物共同点：小原子占据间隙位置共同点：小原子占据间隙位置小原子随机分

6、布小原子随机分布小原子有规律分布小原子有规律分布大小原子数量成比例大小原子数量成比例大小原子点阵可合并大小原子点阵可合并形成新点阵形成新点阵大小原子点阵大小原子点阵不能合并不能合并保留大原子点阵保留大原子点阵间隙固溶体间隙固溶体结构简单结构简单结构复杂结构复杂间隙相、间隙化合物、间隙固溶体的区别间隙相、间隙化合物、间隙固溶体的区别间隙相间隙相间隙化合物间隙化合物大小原子适当配比，小原子构成按一定顺序堆垛的密排面，大原子镶嵌其中，大小原子适当配比，小原子构成按一定顺序堆垛的密排面，大原子镶嵌其中，构成全部或主要是四面体间隙的复杂结构构成全部或主要是四面体间隙的复杂结构以四面体紧密堆积，空间利用率

7、及配位数（以四面体紧密堆积，空间利用率及配位数（12、14、15、16）均很高）均很高具有拓扑学特点具有拓扑学特点AB2型的型的Laves相，相，AB型型 相，相，AxBy等等 由密排四面体按一定次序堆垛而成。由密排四面体按一定次序堆垛而成。每个四面体顶点由同类原子占据，且彼此相切。每个四面体顶点由同类原子占据，且彼此相切。二元拉弗斯相二元拉弗斯相较大的原子组成密排六方，较小的原子形成简单六方穿插其间较大的原子组成密排六方，较小的原子形成简单六方穿插其间砷原子构成密排六方结构，镍原子占据八面体间隙，两类原子形成层状结构砷原子构成密排六方结构，镍原子占据八面体间隙，两类原子形成层状结构结合键介于离子结合键介于离子(或共价或共价)键与金属键之间键与金属键之间