l12型金属间化合物
金属间化合物的晶体结构
12、Cu3Ti型结构
化学式： A3B ；
—A —B
12、 Cu3Ti型结构 —A —B
—A —Bຫໍສະໝຸດ 8、L21型结构 化学式： A2BC； 结 构：L21型—体心正方晶系；
—A —B —C
9、C11b型结构
化学式： AB2； 结 构：C11b型—体心正方晶系；
—A —B
10、hcp型结构
10、hcp型结构
11、DO19型结 构
化学式： A3B ；
—A —B
11、DO19型结 构 —A —B
1、面心立方结构
[001]
a
[100]
a
a
[010]
2、L12型结构
化学式：A3B； 结 构：L12型—面心正方晶系；
—A —B
[001]
c
[100]
a
a
[010]
3、L10型结构
化学式：AB； 结 构：L10型—面心正方晶系； 特点：[001]方向上是由仅含 A原子组成的原子面与仅含B原子的原子面交替重叠 堆垛而成，所以[100]、[010]方向上的点阵常数与[001]方向的不一样，把[001]视 为c轴，其他两轴为a轴；
—A —B
[001]
c
[100]
a
a
[010]
4、DO22型结构
化学式：A3B； 结 构：DO22型—面心正方晶系；
—A —B
5、体心立方结 构
6、B2型结构
化学式：AB； 结 构：B2型—体心正方晶系；
—A —B
7、DO3型结构
化学式： A3B ； 结 构：DO3型—体心正方晶系；
金属间化合物的相结构与性能研究
金属间化合物的相结构与性能研究在材料科学领域中，金属间化合物（intermetallic compounds）是一类具有特殊结构和性能的重要材料。
它们由两种或两种以上金属元素组成，具有高度有序的晶体结构，独特的物理和化学性质。
金属间化合物的相结构与性能研究，对于深入了解其特点、应用范围以及开发新材料具有重要意义。
金属间化合物的相结构是指其晶体结构的有序性和排列方式。
与普通金属和合金不同，金属间化合物的原子在晶体中通常呈现出一定的空间有序性。
例如，最简单的金属间化合物，如NaCl结构的MgCu2，其Cu原子和Mg原子分别占据不同的晶胞位置，形成有序排列。
这种有序结构不仅使金属间化合物具有特殊的几何形状，还使其具有独特的物理和化学性质。
金属间化合物的相结构研究一直是材料科学的热点领域之一。
通过X射线衍射等实验技术，科学家们能够确定金属间化合物的晶胞参数和晶体结构。
例如，金属间化合物Al3Ni具有L12结构，即Al原子和Ni原子沿着体对角线方向周期性排列。
通过研究这些有序的晶体结构，我们可以深入了解金属间化合物的原子组成、相互作用以及它们之间的几何形状。
除了相结构，金属间化合物的性能也是研究的重点。
金属间化合物具有许多优异的物理和化学性质，如高温强度、耐腐蚀性以及磁性等。
这些性质使金属间化合物在航空航天、能源和电子领域具有广泛应用。
例如，Ni3Al是一种常见的金属间化合物，具有良好的高温强度和耐腐蚀性，被广泛应用于航空发动机的高温零部件。
通过研究金属间化合物的性能，我们可以为合理设计新材料提供理论依据，并提高其性能。
近年来，随着材料科学和计算机模拟技术的发展，金属间化合物的相结构与性能研究取得了重要进展。
通过计算模拟和理论方法，科学家们能够预测和优化金属间化合物的相结构和性能。
这种基于计算的研究方法为高效的材料设计和开发提供了新的途径。
例如，通过计算模拟方法，科学家们成功预测出一种新型金属间化合物Li2MgTi3，具有优异的凝固温度和高硬度，可能在高温结构材料领域有重要应用。
l12型金属间化合物
l12型金属间化合物
L12型金属间化合物是一种重要的金属间化合物，其晶体结构由两种不同原子构成，其中金属原子和非金属原子以一定比例组成有序的晶格。
L12型金属间化合物具有高硬度、高熔点、高强度、高耐腐蚀性等优异的物理和化学性能，因此在材料科学、电子学、催化剂等领域得到广泛应用。
L12型金属间化合物的晶体结构具有一定的对称性，通常为立方晶系，其中金属原子和非金属原子的排列方式是有序的，而非金属原子通常是空位或其他原子的替代物。
L12型金属间化合物的电子结构和化学性质与传统金属和非金属的性质有很大的区别，这使得其具有独特的力学、热学、电学和光学性能。
L12型金属间化合物具有广泛的应用前景，特别是在高温、高压、高强度等极端环境下具有出色的性能。
例如，在航空航天、汽车工业、电力工业等领域，L12型金属间化合物可以用作高温结构材料、合金材料、高压润滑材料、耐腐蚀材料等。
此外，L12型金属间化合物还可以应用于电子学、催化剂等领域，包括作为半导体材料、电子器件材料、氢化反应催化剂等。
总的来说，L12型金属间化合物具有独特的结构和性能，其应用前景非常广阔，已经成为材料科学研究的热点之一。
- 1 -。
l12型金属间化合物
l12型金属间化合物
L12型金属间化合物是一种具有特殊结构和性质的化合物，由两
种或更多种不同的金属组成。
它的名称源于其晶体结构，其中每个金
属原子周围都围绕着另一个金属原子，并且它们的位置是六边形排列。
在本文中，我们将重点探讨L12型金属间化合物的结构、性质和应用。
第一步，探究L12型金属间化合物的结构。
L12型金属间化合物
的结构类似于钻石晶体。
它是立方晶系，具有密堆序列。
其中一个原
子在每个正八面体后面站立并居中。
每个金属原子周围都有12个相邻
的金属原子，这也是该化合物名称L12的来源。
第二步，探究L12型金属间化合物的性质。
L12型金属间化合物
的具有良好的热稳定性和耐蚀性，同时也具有优异的力学性能。
由于
其晶体结构的稳定性，L12型金属间化合物具有较高的热稳定性和耐腐蚀性。
另外，L12型金属间化合物的机械性能也很优异，因为其晶体结构不但允许金属原子处于相同的位置，而且也允许其他元素存在。
第三步，探究L12型金属间化合物的应用。
由于其独特的结构和
性质，L12型金属间化合物在许多领域具有广泛的应用。
例如，它在航空和航天领域中用作关键零部件材料，因为它具有优异的高温稳定性
和高机械性能。
此外，它还用于制造高速轮轴和螺旋桨轴等船舶零部件，因为这些元素可以有效地减少轴的重量并提高轴的强度和刚度。
综上所述，L12型金属间化合物具有特殊的结构和性质，具有许
多广泛的应用，非常值得研究和开发。
Ni3Al基础知识
Ni3Al基金属间合金的研究S1******* 陈义高温结构材料起源于40年代军用飞机的需要, 目前已成为军用和民用高温燃汽轮机不可代替的关键性材料。
高温结构材料在高温下具有高强度, 以保证发动机的油耗不致过高; 具有很强的抗腐蚀能力, 在高温燃气的冲刷及腐蚀性介质的侵蚀下保持其性能; 还能长期安全可靠地工作。
而金属间化合物以其耐高温, 抗腐蚀和耐冲刷等特性成为航空航天、交通运输、化工机械等行业重要的结构材料, 并在近20年受到广泛研究。
由于金属间化合物晶体中金属键与共价键共存, 同时兼有金属韧性和陶瓷的高温性能, 因此具有很大的发展潜力。
由于金属间化合物Ni3Al 基高温结构材料在室温下具有优异的抗腐蚀性能, 受到工业界的注意, 但其晶间脆断是制约其工程化应用最大障碍, 表明这类材料具有巨大的应用潜力同时也存在一定缺陷。
1. Ni3Al 金属间化合物的特性Ni3Al 是一种具有L12 型晶体结构的长程有序金属间化合物( 表1) , 当接近其熔点时还能保持高度有序, 其晶格常数a= 0. 3561nm, 熔点为 ,杨氏模量, 电阻率为，热导率为, Ni3Al 金属间化合物熔点高, 抗高温氧化性能好, 有较高的高温强度和蠕变抗力以及强度大等特点, 而且在一定的温度范围内, 其屈服强度反而随温度的上升而提高, 这些特点都是高温结构材料所希望的。
2.合金元素在Ni3Al 金属间化合物中的作用2.1合金元素对力学性能的影响2.1. 1对强度的影响Ni3Al 在室温下通常强度不是很高。
但是大多数有序合金特别是那些具有L12 结构的大部分合金, 其塑性变形的一个显著特点是流变应力随温度升高而急剧增加。
Ni 基高温合金主要包括两相,固溶相 ( 无序的面心立方相, 具有A1结构)和中间化合物 ( 有序的面心立方相,具有L12 结构)。
通常,与无序或部分有序合金相比, 长程有序合金具有高的应变硬化速率。
W和Mo 的添加可大幅度地提高材料的高温抗拉强度和持久性能,W和Mo 同时加入要比单独添加Mo的强化效果好,但W和Mo 的加入降低了合金的塑性。
推荐-金属间化合物结构材料的特性及强韧化方法 精品
[8]Minamino Y, Koizumi Y, Tsuji N,et al.[J]. Science and Technology of Advanced Materials,20XX, 5(1-2): 133-143.
[16]齐义辉,郭建亭,崔传勇,等.热等静压对NiAl-Cr(Zr)金属间化合物合金显微组织和性能的影响[J].材料工程, 20XX, 7: 15-18.
金属间化合物结构材料的特性及强韧化方法
0前言
金属间化合物是指金属与金属、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。金属间化合物与一般的化合物是有区别的。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。金属间化合物于20世纪30年代被发现，但由于其在室温下脆性大，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例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。另外，金属间化合物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，高温下会使其硬度增加，是耐高温及耐高温磨损的新型结构材料。但金属间化合物要在商业中推广应用则必须提高合金的塑性、强度，克服室温脆性及解决合金成形等问题。
2金属间化合物结构材料强韧化方法
金属间化合物结构材料强韧化方法有很多，通常有微量元素合金化，主量元素合金化，控制微观组织，纤维强韧化，快速凝固细化晶粒等方法。
2.1微合金化法
金属间化合物要点
以密排六方结构为 基的长程有序结构 长周期超点阵 laves相 σ相 χ相 Cr3Si（β-W）相 μ 相等
Cu3Au型（L12型） CuPt型（L11型） CuAuⅠ型（L10型）等 CuZn型（B2型） Fe3Al型（D03型） Cu2MnAl型（L21型）等
Mg3Cd型（D019型）等
CuPt型（L11型）
2.2.1几何密排相特点
以面心立方结构为基 的长程有序结构
➢ CuAuⅠ型（L10型）
化学式为AB。原 面心立方（001）面 被仅由Cu原子组成的 原子面及仅由Au原子 组成的原子面交替重 叠堆垛而成。典型的 例子有
➢ 定义：由不规则的四面体填充空间的密堆结构 。 ➢ 类型：laves相，σ相，χ相，β-W相等。 ➢ 特点：晶体中的间隙完全由不规则的四面体间隙
组成，没有八面体间隙，配位数＞12，致密度＞ 0.74；原子间距极短 ，原子间电子交互作用强烈， 对称性低，滑移系少，塑性差。
2.2.1几何密排相特点
以面心立方结构为基 的长程有序结构
金属间化合物
晶体结构、结构稳定性 及电子理论
1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。
TiAl(L10)
2晶体结构分类
几何密排相 拓扑密排相
几何密排相
金属 间化 合物
拓扑密排相
以面心立方结构为 基的长程有序结构
MgZn2结构 原子半径小的Zn原子
形成四面体，原子半径大 的Mg原子占据四面体间隙 之中，本身构成一个四面 体骨架。每个Zn原子与6 个Mg原子和6个Zn原子相 邻，Zn原子的配位数为12； 每个Mg原子与4个Zn原子 和12个Mg原子相邻，Mg 原子的配位数为16。
材料科学复习金属间化合物的韧化
材料科学复习金属间化合物的韧化金属间化合物韧化是指通过合适的添加元素或合金化设计，改善金属间化合物的机械性能，使其具有更好的韧性和延展性。
这是一项重要的研究领域，因为金属间化合物通常具有良好的高温强度，但在室温下却表现出脆性。
金属间化合物是由两种或更多金属元素形成的化合物。
它们在结构上通常具有复杂的晶体结构，例如金属间化合物中常见的L12、B2、DO3和DO22等结构。
这些化合物通常具有高硬度、高熔点和良好的高温力学性能，适用于高温环境中的应用，如航空航天、能源等领域。
然而，金属间化合物的脆性是其应用受限的主要原因。
脆性意味着金属间化合物在受到应力时容易发生断裂，而不能延展变形。
因此，改善金属间化合物的韧性成为研究的重点。
韧化金属间化合物的方法主要包括两个方面：元素合金化和微观结构设计。
元素合金化是通过添加适量的合金元素来改善金属间化合物的力学性能。
常用的合金元素包括第二和第三族过渡金属元素以及稀土元素。
这些元素的添加可以引起化合物晶体结构的畸变，从而改善材料的韧性。
例如，添加钽和铌等元素可以形成塑性相，提高金属间化合物的延展性。
添加稀土元素可形成粒界相，通过粒界滑移来提高金属间化合物的韧性。
此外，微观结构设计也是韧化金属间化合物的重要方法之一、通过调控晶界、位错、析出相和相变等微观结构的形成和演化，可以有效地改变材料的力学性能。
例如，通过减小晶粒尺寸可以提高材料的延展性和韧性。
此外，通过控制析出相的形态和分布，也可以增加金属间化合物的位移机制，从而提高材料的韧性。
在金属间化合物的韧化研究中，合金设计和微观结构调控常常是相辅相成的。
通过合金化设计，可以引入适量的合金元素来改善金属间化合物的力学性能。
而通过微观结构调控，可以进一步控制材料的位移机制和断裂行为，从而实现更好的韧性。
总之，金属间化合物韧化是材料科学领域的一个重要研究课题。
通过合金设计和微观结构调控，可以有效地改善金属间化合物的韧性和延展性，从而扩展其在各个领域的应用。
l12相 高温
l12相高温
标题：L12相的高温特性与应用
L12相，又称面心立方（FCC）结构，是一种重要的金属间化合物相结构，常见于高温合金中。
由于其独特的晶体结构和优异的高温性能，L12相在高温环境下具有广泛的应用前景。
在高温条件下，L12相表现出极高的热稳定性和抗氧化性。
这主要得益于其紧密的原子排列和强大的原子间结合力。
在高温下，L12相能够保持较高的硬度和强度，同时具有较好的抗蠕变性能，这使得它在高温环境中具有出色的承载能力。
此外，L12相还具有良好的热导率和电导率。
这使得在高温下，它能够有效地传递热量和电流，从而确保设备的稳定运行。
同时，L12相还具有较低的热膨胀系数，这意味着在高温下，它的尺寸变化较小，有利于保持设备的精度和稳定性。
在实际应用中，L12相常用于制造高温合金，如航空发动机的涡轮叶片和燃烧室等部件。
这些部件需要在极高的温度下长时间运行，而L12相的高温稳定性和抗氧化性使其成为理想的材料选择。
此外，L12相还用于制造高温电阻材料、热电偶材料等，以满足高温环境下的测量和控制需求。
总之，L12相凭借其独特的高温特性和广泛的应用领域，在高温合金和其他高温材料领域发挥着重要作用。
随着科技的不断进步和高温环境的日益严酷，L12相的应用前
景将更加广阔。
L12-Al3Li金属间化合物点缺陷浓度的第一原理计算
立超原胞。一般认为超原胞模型尺寸的大小对点缺陷 计算结果的影响相对较小，而在计算过程中倒易空间 网格的划分(K 点的取值)对计算的结果的影响不容忽 视，CHETTY 等[27]指出即使是建立一个很大的超原胞 (如 4×4×4)但若仅采用一个 K 点的做法，其计算结 果也是不可接受的，因而超晶胞模型的大小和倒易空 间网格的划分应合理取值。为此，本文作者在计算空
合物中的浓度计算公式，并研究了合金元素在 FeAl 和 NiAl 的占位情况。HAGEN 和 FINNIS[4]详细推导 了金属间化合物中点缺陷浓度及化学势的计算方法， 并给出了 NiAl 点缺陷浓度与温度及成分之间的关 系。JIANG 等[5−8]前人的基础上，通过第一原理计算 方法对 B2PdIn、L12Ni3Al、C15NbCr2 和 L10TiAl 等金属间化合物的点缺陷浓度进行了一系列的研究 工 作 ， 取 得 了 很 多 有 意 义 的 结 果 。 COLINET 和 TEDENAC[9]研究 D88Si3Ti5 金属间化合物中的点缺陷 浓度及化学势。
2 计算结果与讨论
2.1 Al、Li 及 Al3Li 金属间化合物的基本物性 首先计算 L12Al3Li 金属间化合物中两组元 Al、
Li 纯元素的基本性质，计算结果见表 1。从表 1 中可 以看到计算的 Al 和 Li 元素的晶格常数与实验值符合
的结果。WOODWARD 等[19]研究了与 Al3Li 性质相近 的 L12Al3Sc 金属间化合物的点缺陷浓度。本文作者 通过第一原理计算了 L12Al3Li 金属间化合物点缺陷 的形成焓，在此基础上结合 Wagner–Schottky 模型研 究了 L12Al3Li 金属间化合物在 523、673、823 和 1 000 K 这 4 个温度下点缺陷浓度与成分之间的关系，并探 讨 L12Al3Li 金属间化合物主要的点缺陷存在形式。
L12-Al3Li金属间化合物点缺陷浓度的第一原理计算
度较大。运用 Arrhenius 方程计算点缺陷的有效形成焓，结果显示 Al 反位和 Li 反位的有效形成焓较小且基本相
同，Li 空位次之，Al 空位最大。
关键词：Al3Li 金属间化合物；第一原理计算；点缺陷浓度；形成焓；Wagner–Schottky 模型
中图分类号：TG146.2
文献标志码：A
尽管人们对铝锂合金的组织、性能和工艺方面已 开展了大量的研究工作[10−17]，但有关 Al3Li 金属间化 合物点缺陷浓度的相关报道还很少。孙立岩等[18]运用 微观相场理论研究了 Al3Li 金属间化合物中两种反位 缺陷浓度随温度和成分的变化规律，给出了一些初步
而在自洽计算(SCF)时则应用了 PULAY[29]混合算法来 计算，体系总能量的收敛取值为 5.0×10−6 eV/atom， 每 个 原 子 上的 力 低于 0.1 eV/nm ， 公 差 偏移 小 于 5×10−5 nm，应力偏差低于 0.02 GPa。
2 计算结果与讨论
2.1 Al、Li 及 Al3Li 金属间化合物的基本物性 首先计算 L12Al3Li 金属间化合物中两组元 Al、
Li 纯元素的基本性质，计算结果见表 1。从表 1 中可 以看到计算的 Al 和 Li 元素的晶格常数与实验值符合
在对金属间化合物基本性质的研究中，人们发现 点缺陷的存在对金属间化合物的物理和力学性能有着
3金属间化合物(合金相与相变课程第三讲)
3、金属间化合物的结构缺陷
点缺陷 位错 反相畴界 孪晶
18
3、金属间化合物的结构缺陷
点缺陷 (a)空位 (b)填隙原子对 (c)相邻反位缺陷对 (d)两个空位和一个反位原子组成
的三重缺陷
(e)相邻空位杂质原子对 (f)不相邻的反位缺陷对 点缺陷对金属间化合物的物理 性能和力学性能有着显著影响， 如增加导电性，降低热导率和 超导临界温度等。
孪晶
23
3、金属间化合物的结构缺陷
Al20Ti2La金属间化合物的孪晶衍射斑
24
4、金属间化合物的性质
有序金属间化合物的异常屈服行为
有些有序金属间化合物如 Ni3Al， Co3Ti，Zr3Al等，其屈服强度随温 度的增加而增加。有序合金在高温 下比传统合金的强度要高，因此非 常适合于高温结构的应用。
CrSi2 VSi2
● Cr ○ Si
NbSi2 TaSi2
图4-14 C40，e.g. CrSi2
13
2、金属间化合物的结构及其表示方法
四方C11b结构型金属间化合物
WSi2
● Si ○ Mo
图4-15 (b) C11b, e.g. MoSi2
14
2、金属间化合物的结构及其表示方法
四方D8m 和六方D88结构型金属间化合物
金属与金属、或金属与某些非金属（如氮、碳、氢、硼、 硅等）之间所形成的化合物统称为“金属间化合物”，由于它 们总处于相图的中间位置，故又称为“中间相”。 影响金属间化合物形成及其结构的主要因素，也和固溶体 一样，包括电负性、电子浓度和原子尺寸。根据形成条件和结 构特征，常见的金属间化合物有正常价化合物、电子化合物和 原子尺寸因素化合物。
3
1、金属间化合物的概念及分类
最新金属材料调研报告
最新金属材料调研报告学号：姓名：专业：前言文章简单介绍了三种新型高性能金属材料：非晶态合金、钛镍形状记忆合金、高温合金，并对这三种材料的研究现状及应用作出了一些的阐述。
最后对21世纪高性能金属材料的发展方向作出了分析与展望。
1.非晶态合金非晶态合金的发现源于20世纪70年代。
我们知道金属在一般的冷却速度凝固后均形成晶体，而且晶体中存在着大量的空位、晶界、位错等缺陷。
当时在美国喷气推进研究所的美国加州大学教授Duwez在一次实验中，无意将熔融的金硅合金液滴喷溅到铜板上时，由于冷却速度极高，液态合金来不及形成结晶就凝固了，结果获得了如同玻璃一样没有晶体结构的非晶态合金，所以也有人称之为金属玻璃，不过它并不是像玻璃那样透明的材料，而是一种在本质上与原来的晶态金属完全不同的新物质—原子无规则排列的金属。
由于快速凝固，原子来不及扩散，金属中的合金元素偏析程度显著降低，没有晶界，从而可提高合金化程度，而不致产生脆化相，非晶态合金具有高强度、耐腐蚀等优点。
例如非晶态合金Fe80B20抗拉强度达35310Mpa，而超高强度钢（晶态）的抗拉强度仅为1800~2000Mpa。
非晶态合金伸长率低但并不脆，而且具有很高的韧性，许多淬火态的非晶态合金薄带可以反复弯曲，即使弯曲180°也不会断裂。
在工程应用中，通过激光束表面处理可在工件表面获得非晶态组织，从而使材料表面具有高耐磨和高强度，非晶态合金制成的硅太阳能电池，光电转换率可达15%。
由于没有晶体缺陷，很多非晶态铁基合金具有很好的磁学性能，可以得到磁导率极高的软磁材料。
当制作变压器铁心时，其磁滞损耗和涡流损耗只有硅钢片的1/3。
现美国已建立了万吨级薄片和薄带的非晶体软磁材料生产线，美通用电器公司已采用Fe—B—Si 单晶制造了批量生产高压变压器。
我国在非晶态合金的研究与应用上，也取得了很大的进展。
可以预见，非晶态合金应用前景广阔。
现在，非晶态合金已经成为新型的金属磁性材料，是材料科学瞩目的新领域。
先进金属结构材料-金属间化合物结构材料
键合特征
从键合特征这一角度和层次去理解金属间化 合物的相稳定性以及一些重要的力学性能， 对于有效改善材料性能和更好地进行合金设 计具有重要意义。
原子配位多面
一个原子的配位多面体是以该原子为中心与围绕它的近邻原 子的中心连线所构成的一个多面体。对于配位数为12的fcc和 hcp结构，有12个近邻原子组成的多面体分别是立方八面体 (Cubo - octahedron) 和 孪 生 立 方 八 面 体 (Twinned Cubo octahedron)在空间中有多面体堆垛而成一点阵。
塑性与强度
应
B
A
力 C
形变温度
L12型化合物中的流变应力的温度依赖关系可分为三种
典 型 的 例 子 有 ： Ni3Al 、 Al3U、Co3V、FeNi3、 FePd3。
Au
Cu
基本结构
L11(CuPt的菱方超结构)
有序化后，原面心立方的 （111）面交替的被Cu及 Pt原子所占据，晶体结构 发生变形由立方变成菱方。 CuPt是唯一的一个例子。
基本结构
L10（CuAu I超结构）
3 金属间化合 物力学性能
金属间化合物中不同种类原子的原子间强键合和有 序排列及可能由此导致的晶体结构的低对称性，使 其原子和位错在高温下的可动性降低，晶体结构更 加稳定，其结果金属间化合物通常具有优良的高温 强度和刚度。
但是塑性形变比普通金属困难，变形能力介于金属 与陶瓷之间。
塑性与脆性
因此，理论界过的不一致可以大致说明两个问题，其一是在 这些金属间化合物中电荷转移数目极其微小，其二是微小程 度已落在误差范围内。
l12纳米析出相
l12纳米析出相0
“L12”纳米析出相通常指的是在材料科学中，特别是在金属合金中，形成的一种特定的纳米尺寸的析出相。
L12相是一种有序的金属间化合物，其化学式通常表示为A3B型，其中A和B代表不同的金属元素。
这种相通常具有体心立方（BCC）结构，并且在其晶格中A 和B原子按照一定比例有序排列。
在纳米尺度下，L12析出相的尺寸通常在几十纳米以下，它们可以在合金中起到强化作用，提高材料的屈服强度和硬度，同时保持一定的塑性和导电性。
这种析出相的形成通常与合金的热处理过程有关，如淬火和回火等，这些过程会影响析出相的尺寸、分布和数量。
在铜合金、铝合金、钢等金属材料中，L12纳米析出相的控制和优化对于开发高性能的合金具有重要意义。
例如，在铜合金中，L12析出相可以提供强化效果，同时通过合理控制其尺寸和分布，可以尽量减少对电导率的影响，从而得到既高强度又高电导率的合金。
研究L12纳米析出相的目的是为了更好地理解其形成机制、影响因素以及其对材料性能的具体作用，以便在材料设计和制备过程中进行优化，实现更好的综合性能。
1。
金属间化合物
2.2.1几何密排相特点
以体心立方结构为基 的长程有序结构
➢ CuZn型（B2型） 化学式为பைடு நூலகம்B。Cu
原子占据体心位置， Zn原子占据各顶角， 典型例子有AlNi， AuCd等。
CuZn型（B2型）
2.2.1几何密排相特点
以体心立方结构为基的长 程有序结构
➢ Fe3Al型（D03型）
化学式为A3B。Al占据X位 置，其余位置为Fe原子所占据； 如果增加Al含量，Al原子将占 据Y位置，直到Al原子占满X和 Y点阵位置。当Al原子占满X和 Y位置时，就成为了B2结构， 化学式为FeAl。典型例子有 Cu3Al，Li3Be，Fe3Si等。
CuAuⅡ型等 MgCu2相 MgZn2相 MgNi2相
2.1晶体结构分类
几何密排相 ➢ 定义：由密排面按不同方式堆垛而成的。 ➢ 类型：面心立方、体心立方、密排六方结
构为基的长程有序结构和长周期超点阵。 ➢ 特点：较高的对称性，位错运动滑移面较
多，是有利于得到塑性。
2.1晶体结构分类
堆垛密排相
A ssessed T i - A l p h ase d i ag r am .
外因：温度，压强 内因：
➢ 原子百分比， ➢ 结合能因素， ➢ 原子尺寸因素， ➢ 原子序数因素， ➢ 负电性，
➢ 电子浓度。 内在因素相互关联并非 独立参量。
L10 D019
D022
2.3晶体结构的稳定性
先进金属结构材料-金属间化合物结构材料
基本结构
DO3 超结构：
以Fe3Al 为其代表。Al 只占X之上，其余为 Fe 原子所占据。如果增加 Al含量，Al原子将占据 Y位置,直到FeAl成分， Al 原 子 占 满 X 和 Y 点 阵 位置，就成为B2结构。 另外一个例子是Fe3Si。
基本结构
DO19或Mg3Cd型超点 阵
相 当 四 个 密 堆 六 角 亚 点阵穿插组成。其中 Cd 占 据 一 个 亚 点 阵 ， Mg占据三个亚点阵。
化合物
Nb5Si3 Mo5Si3 Ti5Si3 MoSi2 Mo3Si Nb3Al Nb2Al NbSi2
V3Si Nb2Al NbBe17 Ti5Ge3 Cr3Si Cr2Nb NbAl3 Ti3Sn NbBe12 Fe2Zr ZrBe13 NiAl
熔点(℃) 2480 2180 2130 2030 2025 1963* 1940* 1930 1925 1871 1800* 1800* 1770 1720 1680* 1680* 1672* 1645 1645* 1640
典 型 的 例 子 有 ： Ni3Al 、 Al3U、Co3V、FeNi3、 FePd3。
Au
Cu
基本结构
L11(CuPt的菱方超结构)
有序化后，原面心立方的 （111）面交替的被Cu及 Pt原子所占据，晶体结构 发生变形由立方变成菱方。 CuPt是唯一的一个例子。
基本结构
L10（CuAu I超结构）
Sij ijdr
影响大小的主要因素是原子间的距离r和原子轨道的相对取 向。
共价键表现出明显的方向性就主要取决于重叠积分对原子间 相对取向的依赖。
成键方向性
在金属间化合物组成原子间存在着具有显著方向性的共价键。 如Fox和Tabbemor利用功能电子衍射对β/ NiAl 的几个低角结 构因子进行了精确的测定，所给出的变形电荷密度分布图 （如下）清楚地显示了Ni-Al之间具有明显方向性的共价键作 用的存在。
Ni3Al基础知识
Ni3Al基金属间合金的研究S1******* 陈义高温结构材料起源于40年代军用飞机的需要, 目前已成为军用和民用高温燃汽轮机不可代替的关键性材料。
高温结构材料在高温下具有高强度, 以保证发动机的油耗不致过高; 具有很强的抗腐蚀能力, 在高温燃气的冲刷及腐蚀性介质的侵蚀下保持其性能; 还能长期安全可靠地工作。
而金属间化合物以其耐高温, 抗腐蚀和耐冲刷等特性成为航空航天、交通运输、化工机械等行业重要的结构材料, 并在近20年受到广泛研究。
由于金属间化合物晶体中金属键与共价键共存, 同时兼有金属韧性和陶瓷的高温性能, 因此具有很大的发展潜力。
由于金属间化合物Ni3Al 基高温结构材料在室温下具有优异的抗腐蚀性能, 受到工业界的注意, 但其晶间脆断是制约其工程化应用最大障碍, 表明这类材料具有巨大的应用潜力同时也存在一定缺陷。
1. Ni3Al 金属间化合物的特性Ni3Al 是一种具有L12 型晶体结构的长程有序金属间化合物( 表1) , 当接近其熔点时还能保持高度有序, 其晶格常数a= 0. 3561nm, 熔点为 ,杨氏模量, 电阻率为，热导率为, Ni3Al 金属间化合物熔点高, 抗高温氧化性能好, 有较高的高温强度和蠕变抗力以及强度大等特点, 而且在一定的温度范围内, 其屈服强度反而随温度的上升而提高, 这些特点都是高温结构材料所希望的。
2.合金元素在Ni3Al 金属间化合物中的作用2.1合金元素对力学性能的影响2.1. 1对强度的影响Ni3Al 在室温下通常强度不是很高。
但是大多数有序合金特别是那些具有L12 结构的大部分合金, 其塑性变形的一个显著特点是流变应力随温度升高而急剧增加。
Ni 基高温合金主要包括两相,固溶相 ( 无序的面心立方相, 具有A1结构)和中间化合物 ( 有序的面心立方相,具有L12 结构)。
通常,与无序或部分有序合金相比, 长程有序合金具有高的应变硬化速率。
W和Mo 的添加可大幅度地提高材料的高温抗拉强度和持久性能,W和Mo 同时加入要比单独添加Mo的强化效果好,但W和Mo 的加入降低了合金的塑性。
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l12型金属间化合物
L12型金属间化合物是一种具有特殊结构和性质的金属化合物。
它由两种或多种金属原子组成，通过离子键或共价键相互结合而成。
这种化合物的结构特点是金属原子排列成一种特殊的有序晶体结构，称为L12结构。
L12结构具有高度对称性和三维空间有序性，因此在物理性质和化学性质方面表现出许多独特的特性。
L12型金属间化合物的研究非常重要，它们在材料科学和工程学领域有广泛的应用。
例如，在高温合金、催化剂、磁性材料、超导材料、电子材料等方面都有重要的应用。
此外，L12型金属间化合物还具有很好的耐高温、耐腐蚀、耐热疲劳等性能，因此也被广泛应用于航空航天、能源、汽车等领域。
目前，L12型金属间化合物的研究仍处于起步阶段。
研究人员正在探索这些化合物的性质、结构和合成方法，以进一步开发它们的应用潜力。
预计随着科技的不断进步，L12型金属间化合物将会在更多新领域得到应用，并为人类的生活和工作带来更多的便利和创新。
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