合金和合金材料

合金和合金材料1.合金的基本类型2.几种重要的合金材料合金的基本类型合金机械混合物取代固溶体间充固溶体固溶体合金金属化合物合金正常价化合物电子化合物合金的基本类型1.机械混合物两种金属在融融状态时完全互溶，但在凝固时各组分就分别结晶出来，组成两种金属晶体的混合物，整个合金不完全均匀，混合物的主要性质是组分金属的平均性质。金属1金属2金属2金属1合金的基本类型2.固溶体合金以一种金属为溶剂，以另一种（或多种）金属（非金属）为溶质，在熔融或凝固时都能保持互溶状态的固态溶液，称为固溶体合金。固溶体保持着溶剂金属的晶体类型，溶质原则则以不同方式分布在溶剂金属的晶格中。根据溶质原子在晶体中得位置有分为取代固溶体和间充固溶体。1.取代固溶体在取代固溶体中，溶剂金属保持它原有的晶格，而溶质金属原子则取代了晶格内部溶剂原子的某些位置。一般说，原子半径差别很小（小于15%），原子的价电子层结构和电负性相近时，易形成取代固溶体。例如铜和银、铜和锌、铁和钴等合金属于这种类型。银铜铜铜银铜合金的基本类型2.固溶体合金2.间充固溶体在间充固溶体中，溶剂金属的晶格也保持不变，溶质原子分布在溶剂晶格的间隙中。原子半径[r(溶质)/r(溶剂)]<0.59的原子，如B,H,C,N,O等原子，易“钻入”过渡元素的晶体中，形成间充固溶体。总结：无论是取代或间充固溶体，都保持溶剂金属的晶体结构，基本上仍具有溶剂金属的性质，但溶质金属的“溶入”，对溶剂金属的性能将产生一定的影响，往往使其硬度、强度及抗变形能力高于纯金属。KKCKK合金的基本类型3.金属化合物合金当两种金属元素价电子层结构和电负性及原子半径差别较大的时，易行成金属化合物合金（又称金属互化物）。金属互化物的晶格不同于原来的金属晶格。通常分为两类：正常价化合物和电子化合物。1.正常价化合物正常价化合物是金属原子通过化学键形成的，其成分固定，符合氧化数规则。例如Mg2Pb，Na3Sb等属于此类合金。这类合金的化学键介于离子和金属键之间其导热性和导电性低于纯金属，而熔点硬度高于纯金属。金属原子金属原子化学键金属原子合金的基本类型2.电子化合物大多数金属化合物属于电子化合物，这类化合物以金属键相结合，其成分在一定范围内变动，不符合氧化数规则。例如β黄铜（CuZn），γ黄铜（Cu5Zn8）和ε黄铜（CuZn3）。金属原子金属原子金属原子金属原子几种重要的合金材料1.铁的合金——钢将生铁的S,P,Si等去除，再将碳的含量调节到规定的范围，就得到钢。钢进分为碳素钢和合金钢。碳素钢碳素钢基本上是铁和碳的合金。根据含碳量又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢，低碳钢主要用于制造薄铁皮、铁丝和铁管；中碳钢用于制造车轮、铁轨；高碳钢用于制造医疗器具、弹簧、刀具等。合金钢合金钢是钢中添加铬、锰、钼、钨、钴、镍和硅、铝等元素，这些元素可显著提高并改善钢的机械性能，同时还赋予钢许多新的特性。几种重要的合金材料2.轻质合金轻质合金是以轻金属为主要成分的合金材料。常用的轻金属是镁、铝、钛以及锂、铍等。铝合金中常用的合金元又硅、铜、锌、锰等及稀土元素。铝合金可按加工方式分为变形铝合金和铸造铝合金。变形铝合金和铸造铝合金经热处理提高强度的变形铝合金为硬铝合金，其制品的强度和钢相近，而质量仅为钢的1/4左右，但腐蚀性较差。用压力加工法提高强度的变形铝合金成为防锈铝合金，可耐海水腐蚀，可用于造船工业等。几种重要的合金材料3.硬质合金硬质合金是一种硬质化合物为硬质相，以金属或合金做粘结相的复合材料。是60年代出现的工程材料。它兼有硬质化合物的硬度和耐磨性及钢的强度和韧性。几种重要的合金材料4.记忆形状合金所谓形状记忆合金效应是指合金材料在一定条件下，变形后仍能恢复到变形前原始形状的能力。应用记忆合金连接方式接触紧密、防渗漏、装配时间短，远胜于焊接。特别合适欲在航空、航天、核工业及海底输油管道等领域。此外，记忆合金在医学，人类生活领域也都有十分广泛的发展前景。几种重要的合金材料5.贮氢合金某些过渡金属、合金和金属间化合物，由于其特殊的晶体结构，使氢原子容易进入其晶格的间隙中并形成金属氢化物，氢与这些金属的结合能力很弱，但这些金属氰化物的贮氢量很大，可以贮存比起本身体积打1000-1300倍的氢，而且加热时氢就能从金属中释放出来。由于贮氢合金的以上特性，利用贮氢合金贮运氢气，既轻便又安全，不仅是没有爆炸的危险，还有贮存时间长、无损耗的等优点。贮氢合金能作为一种新型贮能材料具有极广泛的潜在用途，各种贮氢合金不断涌现。可以预言，贮氢合金的迅速发展，势必为氢气的利用开辟更广泛的前途。THANK YOU