金屬材料中有固溶體和化合物兩類基本組成相。 置換固溶體:溶質(zhì)原子取代溶劑晶格某些結(jié)點上的溶劑原子而形成的固溶體。當(dāng)溶質(zhì)原子與 溶劑原子的直徑、電化學(xué)性質(zhì)比較接近時,一般形成置換固溶體;可以為有限或者無限固溶 間隙固溶體:溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑晶格中的間隙位置而形成的固溶體。當(dāng)溶質(zhì)原子直徑遠(yuǎn)小于溶劑原子時,一般形成間隙固溶體。溶解度小,為有限固溶體;固溶體的強(qiáng)度、硬度高于其溶劑組元,產(chǎn)生了強(qiáng)化效果。塑形、韌性變化不大。
因而固溶體具有較好的綜合機(jī)械性能(一定的強(qiáng)度及很好的塑性),良好的塑性成形性能,常作為金屬結(jié)構(gòu)材料中的基本組成相(基體)。 化合物是金屬材料中組元之間相互作用而生成的新相,其晶體結(jié)構(gòu)與溶劑、溶質(zhì)均不同。 分類: 化合物可以是金屬原子與某些非金屬原子形成的化合物,也可以是組元金屬與金屬之間的形 成的化合物,稱為金屬間化合物。 金屬材料中可能出現(xiàn)的化合物按它們的結(jié)構(gòu)又可分為間隙化合物、正常價化合物、電子相化 金屬材料中的化合物的熔點、硬度較高、脆性較大,這是因為除金屬鍵外,它們之中尚含相當(dāng)成分的離子鍵或共價鍵,但如果它以較少數(shù)量與韌性的固溶體適當(dāng)搭配,可以作為強(qiáng)化相。 因此,合理控制合金中化合物的數(shù)量、尺寸、分布,可以極大地改善合金性能。
金屬陶瓷材料有晶相、玻璃相、氣相 晶相是陶瓷材料的基本組成部分;組成陶瓷晶相的晶體通常有三類:氧化物(如氧化鋁、氧化鈦等);氧酸鹽(如硅酸鹽、鈦酸鹽等);非氧化合物(金屬碳化物、氮化物、硼化物)。 晶相進(jìn)一步可分為主晶相、次晶相、第三晶相等,材料的性質(zhì)主要由主晶相決定。 玻璃相是陶瓷燒結(jié)時各組成物和雜質(zhì)產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)后所形成的液相冷卻而形成 的。玻璃相為非晶態(tài),排列無序,低熔點固體。 作用主要為將分散的晶相粘結(jié)起來;降低燒結(jié)溫度與改善工藝性;抑制晶體長大以及提高陶 瓷材料的致密程度。缺點:由于其組成不均勻,會使材料的物化性質(zhì)不均勻;玻璃相的機(jī)械強(qiáng)度比晶相低一些, 熱穩(wěn)定性也差一些,在較低溫度下便開始軟化;玻璃相過多,陶瓷的熔點也降低。 氣相是指陶瓷空隙中的氣體,也就是陶瓷組織內(nèi)部殘留下來的孔洞。 會降低陶瓷的強(qiáng)度。