金属间化合物资料讲解

目录摘要 (1)1金属间化合物的定义 (1)2金属间化合物晶体结构 (1)2.1 金属间化合物晶体结构分类 (1)2.2金属间化合物晶体结构特点 (2)2.2.1几何密排相 (2)2.2.2拓扑密排相 (5)2.3 金属间化合物晶体结构的稳定性 (6)2.3.1几何密排相 (8)2.3.2拓扑密排相 (10)3金属间化合物的电子理论 (11)3.1金属间化合物的结合键形式 (11)3.2合金的基态性质 (12)3.3金属间化合物的电子结构方法 (13)4 总结 (16)5 参考文献 (16)金属间化合物晶体结构、结构稳定性和电子理论摘要为了促进金属间化合物在结构材料方面的应用，首先必须理解金属间化合物的晶体结构、结构稳定性及电子理论。

本文从金属间化合物的定义出发，详细介绍了金属间化合物晶体结构的分类、特点和稳定性，并且为了弄清金属间化合物的结合键形式，从合金的基态性质出发介绍了两种研究金属间化合物电子结构的方法，即第一性原理和固体与分子经验电子理论。

作者认为，金属间化合物的电子结构决定了结合键形式，而结合键形式又决定了结构类型。

根据能量最低最稳定的原则，表征晶体结构的参数应以原子结合能为主，其它参数如原子尺寸、负电性和电子浓度均不够全面，金属间化合物的电子结构计算方法也应着重计算不同结构下的原子结合能。

关键词：金属间化合物，晶体结构，结合键，基态性质，第一性原理1金属间化合物的定义金属间化合物是指由两个或更多的金属组元或类金属组元按比例组成的具有金属基本特性和不同于其组元的长程有序晶体结构的化合物。

金属间化合物具有金属的基本特性，如金属光泽、金属导电性及导热性等。

金属间化合物的晶体结构不同于其组元，为有序的超点阵结构。

组元原子各占据点阵的固定阵点，最大程度地形成异类原子之间的结合。

2金属间化合物晶体结构2.1 金属间化合物晶体结构分类图1为金属间化合物晶体结构的分类，粗略分为两类，即几何密排相（Geometrically Close-packed Phase）和拓扑密排相（Topologically Close-packed Phase）。

资料科学基础名词解说第一章固体构造1、晶体 :原子按必定方式在三维空间内周期性地规则重复摆列，有固定熔点、各向异性。

非晶体 :原子没有长程的周期摆列，无固定的熔点，各向同性等。

2、中间相 :两组元 A 和 B 构成合金时，除了形成以 A 为基或以 B 为基的固溶体外，还可能形成晶体构造与 A，B 两组元均不同样的新相。

因为它们在二元相图上的地点老是位于中间，故往常把这些相当为中间相。

3、晶体点阵：由实质原子、离子、分子或各样原子公司，按必定几何规律的详细摆列方式称为晶体构造或晶体点阵。

4、配位数 :晶体构造中任一原子四周近来邻且等距离的原子数。

5、晶格：描绘晶体中原子摆列规律的空间格架称之为晶格。

6、晶胞 :在点阵中拿出一个拥有代表性的基本单元（最小平行六面体）作为点阵的构成单元，称为晶胞。

7、空间点阵：由四周环境同样的阵点在空间摆列的三维排阵成为空间点阵。

8、晶向：在晶格中，穿过两个以节点的任向来线，都代表晶体中一个原子列在空间的位向，称为晶向。

9、晶面：由节点构成的任一平面都代表晶体的原子平面，称为晶面。

10、晶向指数（晶面指数）：为了确立晶面、晶向在晶体中的相对取向、就需要一种符号，这种符号称为晶面指数和晶向指数。

国际上通用的是密勒指数。

一个晶向指数其实不是代表一个晶向，二十代表一组相互平行、位向同样的晶向。

11、晶向族：原子摆列同样但空间位向不一样的全部晶向称为晶向族，以<uvw> 表示。

12、晶面间距：相邻两个平行晶面之间的垂直距离。

低指数晶面的面间距较大，而高指数晶面的面间距较小。

晶面间距越大，则该晶面上原子摆列越密切，该原子密度越大。

13、配位数：每个原子四周近来邻且等距离的原子数量，称为配位数。

14、多晶型性：有些金属固态在不一样温度或不一样压力范围内拥有不一样的晶体构这种性质造，称为晶体的多晶型性。

15、多晶型性转变：拥有多晶型性的金属在温度或压力变化时，由一种构造转变成另一种结构的过程称为多晶型性转变，也称为同素异构转变。

金属间化合物是指由两个或两个以上的金属元素构成的化合物，它们的原子之间通过共享电子对而形成了化学键。

这些化合物通常具有不同于其组成金属的物理和化学性质。

金属间化合物可以根据它们的晶体结构进行分类，其中一些常见的类型包括：
1. 正常价化合物：这类化合物的形成是由于金属原子之间的电子转
移，以达到稳定的电子结构。

例如，在FeCl2 中，铁原子失去两个电子，而氯原子获得两个电子，形成了具有离子键的化合物。

2. 电子化合物：这类化合物的形成是由于金属原子之间的共享电子
对，以形成稳定的电子结构。

例如，在Al2Cu 中，铝原子和铜原子共享电子对，形成了具有共价键的化合物。

3. 间隙化合物：这类化合物是由较小的金属原子填入较大金属原子
的晶格间隙中形成的。

例如，在Fe3C 中，碳原子填入了铁原子的晶格间隙中，形成了具有复杂结构的化合物。

金属间化合物在材料科学中具有重要的应用，例如在合金设计、催化剂、电子材料和磁性材料等领域。

它们的特殊性质可以通过改变组成元素、晶体结构和制备方法等来调控，以满足不同的应用需求。

这可能是最全的，关于金属间化合物的干货内容金属间化合物简称为IMC，主要是指金属元素之间、金属元素与类金属元素间形成的化合物。

这种金属间化合物是一类低密度、高熔点、性质介于金属与陶瓷之间的有序结构化合物，由于其微观结构上的特点，具有许多传统材料所没有的优点。

金属间化合物作为结构材料应用，以铝化物和硅化物为基的金属间化合物，具有比模量、比强度高，抗氧化、抗腐蚀性能优异的特点，可以在更高的温度和恶劣的环境下工作。

在结构材料领域人们研究较多的是Ti-A1系、Ni-Al系和Fe-Al系金属间化合物。

Ti-A1系金属间化合物是潜在的航空航天材料，在国外已开始应用于军事领域。

Ni-A1系金属间化合物是研究较早的一类材料，研究比较深入，取得了许多成果，也有一些实际应用。

Fe-A1系金属间化合物与以上两类相比，除具有高强度、耐腐蚀等优点外，还具有低成本和低密度等优点，因此具有广泛的应用前景。

Ti-AL 金属间化合物应用作为功能材料应用的硅系金属间化合物，具有电学和磁学性能优异以及稳定性好的特点。

硅化物以MoSi2为代表，MoSi2是能用于高温环境下的关键材料，其熔点为2030℃，高温下具有优良的抗氧化性能，其抗氧化性能与机理类似于高温结构陶瓷SiC、S1，N4等。

MoSi2在室温下表现为脆性材料，在1000℃左右发生脆性一韧性转变，在此温度之上表现出类似于金属材料的韧性。

因此有着很广阔的发展前景。

MoSi2粉末结构材料应用经过多年的发展，金属间化合物分为铝化物和硅化物两种体系，铝化物包括Ti-A1系、Ni-Al系和Fe-Al系金属间化合物等。

硅化物中包括Ti-Si、Mo-Si、Ni-Si等。

硅化物具有比铝化物更高的熔点和更高的熔点和更低密度，但材料的脆性问题更加严重，因此，从应用的角度看，目前以铝化物体系为主。

金属间化合物的制备的方法，有传统的熔铸法，也可以采用传统粉末冶金的方法。

另外，近些年发展的机械合金化、反应合成等制备新技术。

合金固溶体与金属间化合物的区别下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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◆山水世人出品金属间化合物（IMC）浅析•山水世人◆山水世人出品目录•IMC定义•IMC的特点及应用领域•IMC对焊点的影响•IMC的形成和长大规律•如何适当的控制IMC•保护板镀层中IMC实例•总结◆山水世人出品IMC的定义金属间化合物（i t t lli d）是指金属与金属金属与类•intermetallic compound）是指金属与金属、金属与类金属之间以金属键或共价键形式结合而成的化合物。

在金属间化合物中的原子遵循着某种有序化的排列。

Cu6Sn5、Cu3Sn、CuZn、InSb、等都是金属间化合物GaAs、CdSe等都是金属间化合物，•金属间化合物与一般化合物是有区别的。

首先，金属间化合物的组成常常在一定的范围内变动；其次金属间化合物中各元素的化合价很难确定，而且具有显著的金属键性质。

◆山水世人出品IMC的特点及应用领域•金属间化合物在室温下脆性大，延展性极差，很容易断裂，缺乏实用金属间化合物在室温下脆性大延展性极差很容易断裂缺乏实用价值。

经过50多年的实验研究，人们发现，含有少量类金属元素如硼元素的金属间化合物其室温延展性大大提高，从而拓宽了金属间化合物的应用领域。

与金属及合金材料相比，金属间化合物具有极好的耐高温及耐磨损性能，特别是在一定温度范围内，合金的强度随温度升高而增强，是耐高温及耐高温磨损的新型结构材料。

•除了作为高温结构材料以外，金属间化合物的其他功能也被相继开发，稀土化合物永磁材料、储氢材料、超磁致伸缩材料、功能敏感材料等稀土化合物永磁材料储氢材料超磁致伸缩材料功能敏感材料等也相继开发应用。

•金属间化合物材料的应用，极大地促进了当代高新技术的进步与发展，促进了结构与元器件的微小型化、轻量化、集成化与智能化，促进了促进了结构与元器件的微小型化轻量化集成化与智能化促进了新一代元器件的出现。

金属间化合物这一“高温英雄”最大的用武之地是将会在航空航天领域，如密度小、熔点高、高温性能好的钛铝化合物等具有极诱人的应用前景合物等具有极诱人的应用前景。

金属材料中Si、C、Mn、S、P等元素的作用及影响1、硅（Si）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，所以镇静钢含有0.15－0。

30%的硅.如果钢中含硅量超过0.50-0。

60%,硅就算合金元素。

硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。

含硅1－4％的度,故广泛用于作弹簧钢。

在调质结构钢中加入1。

0－1。

2%的硅，强度可提高15－20％.硅和低碳钢，具有极高的导磁率，用于电器工业做矽钢片。

硅量增加，会降低钢的焊接性能.硅能溶于铁素体和奥氏体中提高钢的硬度和强度，其作用仅次于磷,较锰、镍、铬、钨、钼和钒等元素强。

但含硅超过3％时,将显著降低钢的塑性和韧性。

硅能提高钢的弹性极限、屈服强度和屈服比(σs/σb)，以及疲劳强度和疲劳比（σ-1/σb）等,这是硅或硅锰钢可作为弹簧钢种的缘故.硅能降低钢的密度、热导率和电导率。

能促使铁素体晶粒粗化.降低矫顽力。

有减小晶体的各向异性倾向，使磁化容易，磁阻减小，可用来生产电工用钢,所以硅钢片的磁滞损耗较低，硅能提高铁素体的磁导率,使硅钢片在较弱磁场下有较高的磁感强度.但在强磁场下，硅降低钢的磁感强度.硅因有强的脱氧力，从而减小了铁的磁时效作用。

含硅的钢在氧化气氛中加热时,表面将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。

硅能促使铸钢中的柱状晶成长,降低塑性。

硅钢若加热或冷却较快，由于热导率低,钢的内部和外部温差较大,因而易裂。

硅能降低钢的焊接性能.因为与氧的亲合力硅比铁强，在焊接时容易生成低熔点的硅酸盐,增加熔渣和熔化金属的流动性，引起喷溅现象，影响焊缝质量。

硅是良好的脱氧剂.用铝脱氧时酌加一定量的硅，能显著提高铝的脱氧能力。

硅在钢中本来就有一定的残存，这是由于炼铁炼钢作为原料带入的。

在沸腾钢中，硅限制在＜0。

07% ，有意加入时，则在炼钢时加入硅铁合金。

(1)对钢的显做组织及热处理的作用A、作为钢中的合金元素,其含量一般不低于0。