1、第第14章章 金屬的結(jié)晶化學(xué)金屬的結(jié)晶化學(xué) 14.1 能帶理論能帶理論11.4 倒易點陣和衍射條件倒易點陣和衍射條件與與X光結(jié)晶學(xué)中倒易點陣矢量光結(jié)晶學(xué)中倒易點陣矢量相比，固體物理中常用的倒易點相比，固體物理中常用的倒易點陣矢量多一個因子陣矢量多一個因子2 G2hklhkl (1) (1)因此衍射條件為因此衍射條件為 G2S/-S/-2SS0 0/ (2)/ (2)對于對于2S/S/和和2SS0 0/,我們用波向量我們用波向量K 和和K表示，這樣式表示，這樣式(2) 為為 GK -KK （3）以以2/為半徑作反射球，為半徑作反射球，如圖如圖14-1所示。所示。14.1.2 布里淵區(qū)布里淵區(qū) G

2、DOD; GCOC都是倒易向量。原點在都是倒易向量。原點在O，現(xiàn)通過倒易向量中點并與之垂直，現(xiàn)通過倒易向量中點并與之垂直作一平面，作一平面，K (1/2G)=(1/2G)2即從原點到平面上任一點的向量即從原點到平面上任一點的向量K都滿足衍射條件。都滿足衍射條件。這些平面系列把倒易空間劃分成各種形狀的小塊。圖這些平面系列把倒易空間劃分成各種形狀的小塊。圖14-3是是二維的正方形倒易向量，實線是倒易向量，虛線是倒易向量二維的正方形倒易向量，實線是倒易向量，虛線是倒易向量的垂直平分線。中心部分是由最短的倒易向量的垂直平分線的垂直平分線。中心部分是由最短的倒易向量的垂直平分線交成的小正方形，這是第一布

3、里淵區(qū)。交成的小正方形，這是第一布里淵區(qū)。其次為第二布里淵區(qū)其次為第二布里淵區(qū)，依次類推。很容易看出，每個布里淵區(qū)的面積（體積）是依次類推。很容易看出，每個布里淵區(qū)的面積（體積）是一樣的。一樣的。在這里，布里淵區(qū)和倒易格子形狀是一樣的，但有時二者形在這里，布里淵區(qū)和倒易格子形狀是一樣的，但有時二者形狀一上無相似之處。狀一上無相似之處。與倒易空間不同，布里淵區(qū)實質(zhì)上是能與倒易空間不同，布里淵區(qū)實質(zhì)上是能量空間。量空間。為了表示這一點，選用為了表示這一點，選用x，Ky，Kz構(gòu)成的坐標(biāo)系構(gòu)成的坐標(biāo)系空間表示更合適。空間表示更合適。二維四方格子在二維四方格子在K空間空間的第一、第二布里淵區(qū)的第一、第二

4、布里淵區(qū)如圖如圖14-2所示。所示。 14.1.3 能帶理論能帶理論 金屬的自由電子模型解釋了金屬的熱容、熱導(dǎo)、電導(dǎo)等金屬的自由電子模型解釋了金屬的熱容、熱導(dǎo)、電導(dǎo)等性質(zhì)。但是導(dǎo)體中的電子是運動的，絕緣體中的電子也是性質(zhì)。但是導(dǎo)體中的電子是運動的，絕緣體中的電子也是運動的。為什么后者不導(dǎo)電？半導(dǎo)體又是怎么一回事？運動的。為什么后者不導(dǎo)電？半導(dǎo)體又是怎么一回事？ 這都是電子氣模型解釋不了的。這都是電子氣模型解釋不了的。在考慮了晶體中存在一在考慮了晶體中存在一個由帶正電的離子引起的周期場后，近似地解薛定愕方程，個由帶正電的離子引起的周期場后，近似地解薛定愕方程，可以看到，在晶體中電子能譜是不連續(xù)的

5、，而由一些允許可以看到，在晶體中電子能譜是不連續(xù)的，而由一些允許帶和一些禁帶構(gòu)成。在禁帶中，波函數(shù)不復(fù)存在。正是由帶和一些禁帶構(gòu)成。在禁帶中，波函數(shù)不復(fù)存在。正是由于這些禁帶的狀態(tài)決定了材料屬于導(dǎo)體、半導(dǎo)體或絕緣體。于這些禁帶的狀態(tài)決定了材料屬于導(dǎo)體、半導(dǎo)體或絕緣體。 禁帶的起因是布拉格衍射，當(dāng)電子的波長滿足布拉格方禁帶的起因是布拉格衍射，當(dāng)電子的波長滿足布拉格方程時，衍射就發(fā)生。此時薛定諤方程中的波函數(shù)不復(fù)存在，程時，衍射就發(fā)生。此時薛定諤方程中的波函數(shù)不復(fù)存在，這形成了能量上的禁帶。這形成了能量上的禁帶。圖圖14-5是一維晶格及其布里淵區(qū)，圖是一維晶格及其布里淵區(qū)，圖14-6是相應(yīng)的自由電

6、子和電子在周期場中是相應(yīng)的自由電子和電子在周期場中的的E-K曲線。從圖可知，其禁帶分別在曲線。從圖可知，其禁帶分別在K=n/a處。處。 14.1.4 金屬、半金屬、半導(dǎo)體和絕緣體金屬、半金屬、半導(dǎo)體和絕緣體 對金屬晶體來說，有一個或多個能帶部分充滿，比如說對金屬晶體來說，有一個或多個能帶部分充滿，比如說10%或或90%已充滿，圖已充滿，圖14-7是各種情況的能帶圖。是各種情況的能帶圖。 如果晶體能帶多數(shù)充滿，僅有如果晶體能帶多數(shù)充滿，僅有一個或兩個能帶稍有空缺或稍有一個或兩個能帶稍有空缺或稍有占據(jù)，這將是半導(dǎo)體或半金屬。占據(jù)，這將是半導(dǎo)體或半金屬。半導(dǎo)體的禁帶寬度大于零，而半半導(dǎo)體的禁帶寬度大

7、于零，而半金屬的禁帶寬度為零或負(fù)值，即金屬的禁帶寬度為零或負(fù)值，即稍有重疊，其電阻比半導(dǎo)體要小。稍有重疊，其電阻比半導(dǎo)體要小。 在圖在圖14-7中有兩種半導(dǎo)體，左中有兩種半導(dǎo)體，左圖中由于禁帶寬度窄，部分電子圖中由于禁帶寬度窄，部分電子在一定溫度下激發(fā)到高能態(tài)能帶在一定溫度下激發(fā)到高能態(tài)能帶上。這種半導(dǎo)體在絕對零度時不上。這種半導(dǎo)體在絕對零度時不會導(dǎo)電，是絕緣體（如硅）。右會導(dǎo)電，是絕緣體（如硅）。右圖的半導(dǎo)體是由于雜質(zhì)引起電子圖的半導(dǎo)體是由于雜質(zhì)引起電子缺少的半導(dǎo)體。缺少的半導(dǎo)體。綜上所述一個布里淵區(qū)綜上所述一個布里淵區(qū)相當(dāng)于一個能帶。相當(dāng)于一個能帶。在能帶在能帶內(nèi)，由于內(nèi)，由于N個晶胞相應(yīng)

8、于個晶胞相應(yīng)于N個能級，可以填充個能級，可以填充2N個個電子，因電子，因N數(shù)值很大，能數(shù)值很大，能量便接近于連續(xù)，稱為能量便接近于連續(xù)，稱為能帶。而能帶間，禁帶的狀帶。而能帶間，禁帶的狀況決定了晶體是導(dǎo)體、半況決定了晶體是導(dǎo)體、半導(dǎo)體、半金屬或絕緣體。導(dǎo)體、半金屬或絕緣體。值得指出的是，值得指出的是，金屬中電金屬中電子云較為均勻地分布在整子云較為均勻地分布在整個晶體空間，半導(dǎo)體，絕個晶體空間，半導(dǎo)體，絕緣體中電子云則有局域化。緣體中電子云則有局域化。 圖圖14-8是金屬、半金屬、半導(dǎo)體的載是金屬、半金屬、半導(dǎo)體的載流子濃度情況。半導(dǎo)體導(dǎo)電范圍可用流子濃度情況。半導(dǎo)體導(dǎo)電范圍可用摻入雜質(zhì)原子改變

9、導(dǎo)電載流子濃度的摻入雜質(zhì)原子改變導(dǎo)電載流子濃度的辦法加以調(diào)節(jié)。辦法加以調(diào)節(jié)。14.2 金屬鍵金屬鍵14.2.1 金屬鍵金屬鍵 由能帶理論，金屬中有能帶部分充滿，這樣，晶體中由能帶理論，金屬中有能帶部分充滿，這樣，晶體中的電子云就有一部分均勻地分布在整個晶體空間。這和的電子云就有一部分均勻地分布在整個晶體空間。這和“電子氣電子氣”理論是一致的。電子傳導(dǎo)電流如此之快，則證理論是一致的。電子傳導(dǎo)電流如此之快，則證明了明了“電子氣電子氣”在金屬中是以波的方式運動的。在金屬中是以波的方式運動的。 從金屬鋁中電子云密度徑向分布圖來看，大于從金屬鋁中電子云密度徑向分布圖來看，大于0. 8時時電子云密度為電子

10、云密度為23e/，而，而NaCl晶體中正負(fù)離子間的電子晶體中正負(fù)離子間的電子云密度幾乎為零。因此在金屬鋁中電子云是非局域性的，云密度幾乎為零。因此在金屬鋁中電子云是非局域性的，在在 NaCl中電子云是局域的。中電子云是局域的。 在石墨的一個平面層中，由于形成大在石墨的一個平面層中，由于形成大共軛鍵，石墨共軛鍵，石墨中有中有1/4電子類似于金屬的自由電子。但是這個電子定域電子類似于金屬的自由電子。但是這個電子定域在層內(nèi)，在層間是不流動的。層間電阻為層內(nèi)的在層內(nèi)，在層間是不流動的。層間電阻為層內(nèi)的106倍以倍以上。石墨平面層的這一特點使石墨近似成為二維金屬。上。石墨平面層的這一特點使石墨近似成為二

11、維金屬。金屬鋁中電子云密度的徑向分布金屬鋁中電子云密度的徑向分布 14.2.2 金屬氫金屬氫氫和鋰有類似的外層電子構(gòu)型。鋰是典型的金屬，從理論氫和鋰有類似的外層電子構(gòu)型。鋰是典型的金屬，從理論看，氫也應(yīng)有金屬晶體狀態(tài)。看，氫也應(yīng)有金屬晶體狀態(tài)。量子力學(xué)計算表明，氫能在量子力學(xué)計算表明，氫能在30萬大氣壓下以金屬晶體狀態(tài)存在，密度為萬大氣壓下以金屬晶體狀態(tài)存在，密度為0. 59g/cm3，晶格常數(shù)為晶格常數(shù)為1.78，結(jié)構(gòu)為體心立方，原子間距為，結(jié)構(gòu)為體心立方，原子間距為1.54，晶格能為晶格能為10. 6kcal/mol。金屬把鈀在吸收氫后，鈀和氫原子以金屬鍵結(jié)合，這從另金屬把鈀在吸收氫后，鈀

12、和氫原子以金屬鍵結(jié)合，這從另一個側(cè)面表明了金屬氫存在的可能性。一個側(cè)面表明了金屬氫存在的可能性。1體積的金屬把能體積的金屬把能吸收吸收700體積的氫。在鈀吸收了氫以后，形成了含有體積的氫。在鈀吸收了氫以后，形成了含有39原子比氫的鈀氫合金。此時，格子常數(shù)增加了原子比氫的鈀氫合金。此時，格子常數(shù)增加了3.5%。由。由于吸入了氫，于吸入了氫，計算表明金屬鈀內(nèi)部有相當(dāng)于計算表明金屬鈀內(nèi)部有相當(dāng)于27.5萬大氣壓萬大氣壓的壓力，這和的壓力，這和30萬大氣壓十分接近。萬大氣壓十分接近。14.2.3 TiC中的化學(xué)鍵中的化學(xué)鍵 TiC的結(jié)構(gòu)是的結(jié)構(gòu)是NaCl型。型。TiC中電子中電子云分布比共價鍵要均勻，

13、與金屬鍵相云分布比共價鍵要均勻，與金屬鍵相比又有所重疊。與碳原子大小相比，比又有所重疊。與碳原子大小相比，碳在電子云密度圖上所占的面積要大碳在電子云密度圖上所占的面積要大得多，這說明了碳在這里顯負(fù)電性。得多，這說明了碳在這里顯負(fù)電性。Ti范圍的縮小說明了它形成正離子的范圍的縮小說明了它形成正離子的傾向。因此傾向。因此Ti和和C之間除有金屬鍵成之間除有金屬鍵成分外，尚有共價鍵和離子鍵成分。分外，尚有共價鍵和離子鍵成分。 由于碳原子較小，過渡金屬由于碳原子較小，過渡金屬Ti的的能帶結(jié)構(gòu)尚未受到嚴(yán)重破壞，所以能帶結(jié)構(gòu)尚未受到嚴(yán)重破壞，所以TiC仍有良好的金屬性，電阻約為仍有良好的金屬性，電阻約為10

14、0毫歐毫歐/cm，且有負(fù)的溫度系數(shù)。，且有負(fù)的溫度系數(shù)。 14.2.4 金屬與半導(dǎo)體、絕緣體的相互轉(zhuǎn)變金屬與半導(dǎo)體、絕緣體的相互轉(zhuǎn)變 以以V2O3為例，在為例，在155K以上是剛玉結(jié)構(gòu)，具有金屬的性質(zhì)。以上是剛玉結(jié)構(gòu)，具有金屬的性質(zhì)。在在155K以下突然成為絕緣體，晶體結(jié)構(gòu)也突然變成單斜。以下突然成為絕緣體，晶體結(jié)構(gòu)也突然變成單斜。此時布里淵區(qū)改變，原來的能帶結(jié)構(gòu)也會改變，導(dǎo)致晶體此時布里淵區(qū)改變，原來的能帶結(jié)構(gòu)也會改變，導(dǎo)致晶體變?yōu)榻^緣體。從微觀晶體結(jié)構(gòu)中變?yōu)榻^緣體。從微觀晶體結(jié)構(gòu)中V原子的位置來看，在原子的位置來看，在V2O3六方六方單斜轉(zhuǎn)變過程中，單斜轉(zhuǎn)變過程中，V-V間距離增加了，使得

15、原來處于間距離增加了，使得原來處于處于導(dǎo)帶中處于導(dǎo)帶中d電子由非局域化轉(zhuǎn)變?yōu)榫钟蚧鼈儾荒茉谡娮佑煞蔷钟蚧D(zhuǎn)變?yōu)榫钟蚧鼈儾荒茉谡麄€晶體中流動，晶體變?yōu)榻^緣體。個晶體中流動，晶體變?yōu)榻^緣體。金屬到絕緣體的變化如金屬到絕緣體的變化如果是由非局域化轉(zhuǎn)變?yōu)榫钟蚧鸬膭t稱為莫特轉(zhuǎn)變。果是由非局域化轉(zhuǎn)變?yōu)榫钟蚧鸬膭t稱為莫特轉(zhuǎn)變。V-V距離增加有利于絕緣體，壓力增加，將縮短其距離，有利距離增加有利于絕緣體，壓力增加，將縮短其距離，有利于金屬相的存在。白錫（金屬）于金屬相的存在。白錫（金屬）灰錫（半導(dǎo)體）灰錫（半導(dǎo)體）（13.6）。此外一些具有離子鍵和共價鍵的半導(dǎo)體在施加）。此外一些具有離子鍵和

16、共價鍵的半導(dǎo)體在施加壓力時會轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘伲鐗毫r會轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘伲鏢mS，Eg=0.2eV，在，在6.5kPa下轉(zhuǎn)下轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘伲優(yōu)榻饘伲琒mSe和和SmTe也有類似情況。也有類似情況。轉(zhuǎn)變主要是轉(zhuǎn)變主要是4f電子電子在增加壓力時激發(fā)到在增加壓力時激發(fā)到5d態(tài)，使得態(tài)，使得Sm2+變成較小的變成較小的Sm3+，5d態(tài)易于局域化而形成導(dǎo)帶。態(tài)易于局域化而形成導(dǎo)帶。14.3 單質(zhì)的結(jié)構(gòu)單質(zhì)的結(jié)構(gòu)14.3.1 金屬元素的結(jié)構(gòu)金屬元素的結(jié)構(gòu) 普通金屬除錳、鎵外，大多數(shù)為面心立方密堆積普通金屬除錳、鎵外，大多數(shù)為面心立方密堆積( fcc)、體心立方密堆積（、體心立方密堆積（bcc）和六方密堆積（）和六方密

17、堆積（hex）。）。稀有金屬中，鑭、鐠和镅為四層密堆積，而釤為九層密堆稀有金屬中，鑭、鐠和镅為四層密堆積，而釤為九層密堆積。釙是唯一的結(jié)構(gòu)為簡單立方的金屬，每個晶胞只有一積。釙是唯一的結(jié)構(gòu)為簡單立方的金屬，每個晶胞只有一個釙原子。個釙原子。 銦屬四方晶系，但若把四方體心格子換成銦屬四方晶系，但若把四方體心格子換成“ 四 方 面 心 格 子四 方 面 心 格 子 ” 后 ， 軸 率 為后 ， 軸 率 為 c / a 1 . 0 7這和立方面心密堆積十分相近。再如汞取三方這和立方面心密堆積十分相近。再如汞取三方R格子，格子，但 它 的 結(jié) 構(gòu) 實 質(zhì) 上 和 面 心 立 方 的 銅 相 比 差 不

18、 多 。但 它 的 結(jié) 構(gòu) 實 質(zhì) 上 和 面 心 立 方 的 銅 相 比 差 不 多 。汞的三方汞的三方R結(jié)結(jié)構(gòu)和銅的面構(gòu)和銅的面心立方結(jié)構(gòu)心立方結(jié)構(gòu)相近相近 過渡金屬元素由于過渡金屬元素由于d電子的緣故結(jié)合能大，電子的緣故結(jié)合能大，原子半徑小。有的過渡金屬元素有多種變體，原子半徑小。有的過渡金屬元素有多種變體，如如Fe有兩種；有兩種；Mn有四種，其中有四種，其中、變體較變體較為復(fù)雜，每個晶胞有為復(fù)雜，每個晶胞有20個原子分屬兩套等效個原子分屬兩套等效點系。點系。Mn變體的存在溫區(qū)如下：變體的存在溫區(qū)如下：14.3.2 非金屬元素的結(jié)構(gòu)非金屬元素的結(jié)構(gòu) 砷、銻、鉍具有配位數(shù)為砷、銻、鉍具有配

19、位數(shù)為3的結(jié)構(gòu)，取的結(jié)構(gòu)，取三方三方R格子，格子，和汞的密堆積結(jié)構(gòu)完全不同。和汞的密堆積結(jié)構(gòu)完全不同。硫、硒、碲有多種變體，常見的硫成八元硫、硒、碲有多種變體，常見的硫成八元環(huán)分子，再堆積成晶體。硒既可以以長鏈環(huán)分子，再堆積成晶體。硒既可以以長鏈大分子形成六方格子，也可以象硫那樣成大分子形成六方格子，也可以象硫那樣成八元環(huán)，而碲以長鏈大分子形成六方格子八元環(huán)，而碲以長鏈大分子形成六方格子為主。為主。氯和溴采用碘類似的結(jié)構(gòu)。氯和溴采用碘類似的結(jié)構(gòu)。惰性氣惰性氣體處氦為六方最密堆積外，其余都是立方體處氦為六方最密堆積外，其余都是立方最密堆積。最密堆積。14.4 金屬固溶體金屬固溶體14.4.1置換

20、固溶體置換固溶體三種相圖，相應(yīng)于二金屬相互溶解的情況：三種相圖，相應(yīng)于二金屬相互溶解的情況：(a)無限互溶成連續(xù)固溶體，無限互溶成連續(xù)固溶體，(b)有限互溶，有限互溶，(c)完全不互溶，成低共熔混合物。完全不互溶，成低共熔混合物。金屬間形成置換固溶體的條件和化合物情況十分相似，可歸金屬間形成置換固溶體的條件和化合物情況十分相似，可歸結(jié)為二金屬原子半徑和化學(xué)性質(zhì)比較接近，其次是晶體結(jié)構(gòu)結(jié)為二金屬原子半徑和化學(xué)性質(zhì)比較接近，其次是晶體結(jié)構(gòu)十分相似。十分相似。如如Tl和和In，原子半徑和化學(xué)性質(zhì)比較接近，原子半徑和化學(xué)性質(zhì)比較接近，T1為為立方，立方，In為四方，但這二者結(jié)構(gòu)類似，仍能形成連續(xù)固溶體

21、。為四方，但這二者結(jié)構(gòu)類似，仍能形成連續(xù)固溶體。 Au和和Ag，原子半徑和化，原子半徑和化學(xué)性質(zhì)比接近，學(xué)性質(zhì)比接近，Au為立為立方，方，Ag為立方，二者結(jié)為立方，二者結(jié)構(gòu)一樣，能形成連續(xù)固構(gòu)一樣，能形成連續(xù)固溶體。溶體。 如果三個如果三個條件不全部條件不全部滿足，則往滿足，則往往形成有限往形成有限固溶體。例固溶體。例如兩種金屬如兩種金屬在化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)性質(zhì)和原子半徑和原子半徑上都比較接上都比較接近，也可以近，也可以從這兩點考從這兩點考察金屬間的察金屬間的溶解度。溶解度。金屬原子半徑，電負(fù)性和溶解度的關(guān)系金屬原子半徑，電負(fù)性和溶解度的關(guān)系 ， r0.15 溶解度不小于溶解度不小于5%。當(dāng)金屬元

22、素的價電子數(shù)不一樣時，它們形成固溶體也會當(dāng)金屬元素的價電子數(shù)不一樣時，它們形成固溶體也會不一樣，一般說來，高價金屬在低價金屬中的溶解度要大不一樣，一般說來，高價金屬在低價金屬中的溶解度要大于相反的情況。于相反的情況。原因是高價金屬可以利用部分價電子原因是高價金屬可以利用部分價電子“模模仿仿”低價金屬，低價金屬則難以產(chǎn)生價電子低價金屬，低價金屬則難以產(chǎn)生價電子“模仿模仿”高價高價金屬。金屬。 一些連續(xù)固溶體中原子半徑偏差如表一些連續(xù)固溶體中原子半徑偏差如表14-3。從表中可。從表中可知最大偏差為知最大偏差為12%。14.4.2 有序固溶體有序固溶體超格子相超格子相在在Cu-Zn體系中有序化使得結(jié)

23、構(gòu)由體心立方變成體系中有序化使得結(jié)構(gòu)由體心立方變成CsCl結(jié)結(jié)構(gòu)的簡單格子。構(gòu)的簡單格子。在在CuPt結(jié)構(gòu)中，有序化方式是結(jié)構(gòu)中正交于結(jié)構(gòu)中，有序化方式是結(jié)構(gòu)中正交于3次軸的方次軸的方向，一層為向，一層為Pt，一層為，一層為Cu，這樣以來，無序時的立方結(jié)，這樣以來，無序時的立方結(jié)構(gòu)歪曲成三方結(jié)構(gòu)。構(gòu)歪曲成三方結(jié)構(gòu)。在在Fe-Al體系中，當(dāng)體系中，當(dāng)Al含量少于含量少于18原子比時，是一簡單的原子比時，是一簡單的Al在在-Fe中的置換固溶體，但當(dāng)中的置換固溶體，但當(dāng)Al的原子比大于的原子比大于18%時情況就不一樣。時情況就不一樣。Fe3 Al和和FeAl是兩個比較有趣的固溶體，當(dāng)是兩個比較有趣的

24、固溶體，當(dāng)Al含量為含量為18% %25%原子原子比時，比時，Al有序地占圖有序地占圖14-17中中X位置，形成位置，形成Fe3Al，而從，而從2550%原原子比時子比時Al再進(jìn)入再進(jìn)入Y位置最后形成位置最后形成FeAl結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。Cu-Au體系中還存在體系中還存在一維長程超格子相一維長程超格子相CuAu（）和）和Cu3 Au（）。圖）。圖14-18是是CuAu（）超格子相）超格子相的結(jié)構(gòu)，的結(jié)構(gòu)，a，c方向周方向周期無變化，但在期無變化，但在b方向方向周期為原來的周期為原來的5倍，倍，這這可以看成結(jié)構(gòu)中形成可以看成結(jié)構(gòu)中形成了兩個疇區(qū)，相互之了兩個疇區(qū)，相互之間錯過了（間錯過了（a+c）2。

25、 在在Cu-Pd體系中發(fā)現(xiàn)體系中發(fā)現(xiàn)了組分為了組分為Cu3 Pd的二的二維長程超格子，如圖維長程超格子，如圖14-19，它可分成四個，它可分成四個疇區(qū)。疇區(qū)。14.4.3 缺位固溶體缺位固溶體 在在Ni-Al體系中，體系中，Al原子含量為原子含量為40%-55%時，合金是一時，合金是一均勻的結(jié)構(gòu)，取均勻的結(jié)構(gòu)，取CsCl型。一般情況下，當(dāng)型。一般情況下，當(dāng)Al原子比小于原子比小于50%時，它是標(biāo)準(zhǔn)的固溶體。在這一成分區(qū)，因時，它是標(biāo)準(zhǔn)的固溶體。在這一成分區(qū)，因rAl(1.43 )rNi(1.24 )，格子常數(shù)隨，格子常數(shù)隨Al量增加而增加，而密度減量增加而增加，而密度減小，小，當(dāng)組成中當(dāng)組成中

26、Al的含量達(dá)到的含量達(dá)到50原子比時，格子常數(shù)出原子比時，格子常數(shù)出現(xiàn)極大，而密度曲線也出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折點。當(dāng)現(xiàn)極大，而密度曲線也出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折點。當(dāng)Al含量繼續(xù)增加含量繼續(xù)增加時，它很快下降，比預(yù)想的置換固溶體曲線低得多。這就時，它很快下降，比預(yù)想的置換固溶體曲線低得多。這就說明此時形成了缺位固溶體說明此時形成了缺位固溶體一些原來應(yīng)為一些原來應(yīng)為Ni占據(jù)的位置占據(jù)的位置統(tǒng)計地空出來的固溶體。統(tǒng)計地空出來的固溶體。 在缺位固溶體中，空位在一定條件下也會有序化。當(dāng)在缺位固溶體中，空位在一定條件下也會有序化。當(dāng)Al原子比達(dá)到原子比達(dá)到60%時有時有Ni2Al3相，結(jié)構(gòu)中有相，結(jié)構(gòu)中有1/3的的Ni位置位置空

27、著。因為所有這些空的位置都在（空著。因為所有這些空的位置都在（111）面上，這樣以）面上，這樣以來，立方結(jié)構(gòu)就畸變成三方結(jié)構(gòu)。來，立方結(jié)構(gòu)就畸變成三方結(jié)構(gòu)。14.5 中間相中間相 金屬間形成的類似化合物的相稱為中金屬間形成的類似化合物的相稱為中間相。因為它們很少服從元素的價態(tài)，它間相。因為它們很少服從元素的價態(tài)，它們之間金屬鍵占了上風(fēng)。把電子相、拉維們之間金屬鍵占了上風(fēng)。把電子相、拉維斯相和一些可用價態(tài)表示的相都稱為中間斯相和一些可用價態(tài)表示的相都稱為中間相。相。間隙固溶體也屬于中間相，但其性質(zhì)間隙固溶體也屬于中間相，但其性質(zhì)特殊，故在下一節(jié)講述。特殊，故在下一節(jié)講述。14.5.1電子相電子相

28、 電子相一般由兩種金屬構(gòu)成，一種為電子相一般由兩種金屬構(gòu)成，一種為一價的金屬或過渡金屬，而另一種為二至一價的金屬或過渡金屬，而另一種為二至五價的金屬。這些化合物的結(jié)構(gòu)決定于電五價的金屬。這些化合物的結(jié)構(gòu)決定于電子的濃度子的濃度（電子數(shù)原子數(shù)）（表（電子數(shù)原子數(shù)）（表14-4）。）。結(jié)構(gòu)決定于電子的濃度結(jié)構(gòu)決定于電子的濃度以以Cu-Zn體系體系（圖（圖14-21）為例來說明電子相的主要類型。）為例來說明電子相的主要類型。Cu為立為立方密堆積，方密堆積，Zn為軸率偏高的六方密堆積。為軸率偏高的六方密堆積。Zn為二價；為二價；Cu為一價，為一價，Cu中溶解中溶解Zn多，而多，而Zn中溶解中溶解Cu少

29、。少。從相圖左邊開始，從相圖左邊開始，相是面心立方，相是面心立方，Zn溶解于溶解于Cu中。在中。在Zn為為45%-50%原子比時形成原子比時形成相，屬于相，屬于CsCl型結(jié)構(gòu)，型結(jié)構(gòu)，在高于在高于470時實際上是時實際上是無序的，低于無序的，低于470時才是時才是CsCl結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)，這就是電子化合物（電子數(shù)這就是電子化合物（電子數(shù)原子數(shù)原子數(shù)3/21.5）CuZn（圖（圖14-22）。）。 在在61.5 % Zn原子比時為原子比時為相，這個相是復(fù)雜的立方結(jié)構(gòu)，單位晶相，這個相是復(fù)雜的立方結(jié)構(gòu)，單位晶胞中有胞中有52個原子，即四個個原子，即四個Cu5Zn8，電子數(shù)原子數(shù)為，電子數(shù)原子數(shù)為21/1

30、3。 相實相實際上可看成由際上可看成由27個個相晶胞構(gòu)成，這樣有相晶胞構(gòu)成，這樣有54個原子，從中心和角頂個原子，從中心和角頂上去掉兩個原子為上去掉兩個原子為52個原子。結(jié)構(gòu)也略有歪曲。個原子。結(jié)構(gòu)也略有歪曲。 相的存在區(qū)域極相的存在區(qū)域極窄，這使它成分上十分接近標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)比化合物。窄，這使它成分上十分接近標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)比化合物。 相含相含8288Zn，是六方密堆積結(jié)構(gòu)，是六方密堆積結(jié)構(gòu)，c/a=1.55，電子數(shù)，電子數(shù)/原原子數(shù)子數(shù)7/4。相是相是Cu在在Zn中的固溶體。中的固溶體。c/a1.86。上述規(guī)律（表上述規(guī)律（表14-4）稱為稱為Hume-Rothery定律定律。即：。即： 相電子數(shù)原子數(shù)

31、相電子數(shù)原子數(shù)=3:2=1.5, 相電子數(shù)原子數(shù)相電子數(shù)原子數(shù)=21:13=1.615, 相電子數(shù)原子數(shù)相電子數(shù)原子數(shù)=7:4=1.75。 電子相的本質(zhì)是電子濃度大到一定程度，布里淵區(qū)便全部電子相的本質(zhì)是電子濃度大到一定程度，布里淵區(qū)便全部充滿，多余的電子必須進(jìn)入另一布里淵區(qū)。要是這樣，能量充滿，多余的電子必須進(jìn)入另一布里淵區(qū)。要是這樣，能量上要有很大的增加，這時降低體系能量的辦法就是改變晶體上要有很大的增加，這時降低體系能量的辦法就是改變晶體結(jié)構(gòu)，使得新晶體的布里淵區(qū)能容納多余的原子。因此原子結(jié)構(gòu)，使得新晶體的布里淵區(qū)能容納多余的原子。因此原子濃度決定了電子相取什么樣的結(jié)構(gòu)。濃度決定了電子相

32、取什么樣的結(jié)構(gòu)。 Jones根據(jù)這種看法進(jìn)行了理論計算，結(jié)果和根據(jù)這種看法進(jìn)行了理論計算，結(jié)果和Hume-Rothery定律十分相符。定律十分相符。相：相：1.48，相：相：1.538，相：相：1.70。 注意到過渡金屬是零價，在注意到過渡金屬是零價，在Jones的計算中取了許多近似，的計算中取了許多近似，但結(jié)果表明，對于確立物理概念這已經(jīng)足夠。但結(jié)果表明，對于確立物理概念這已經(jīng)足夠。15.5.2 拉維斯相拉維斯相Laves相相拉維斯相通式為拉維斯相通式為AB2，有三種結(jié)構(gòu)類型：，有三種結(jié)構(gòu)類型：MgCu2，MgZn2，MgNi2。Mg多數(shù)情況在多數(shù)情況在A位，但在和較大的原子結(jié)合時也能在位，

33、但在和較大的原子結(jié)合時也能在B位，如位，如LaMg2。圖圖14-23是三種拉維斯相是三種拉維斯相A原子雙層堆積的情況。原子雙層堆積的情況。在在MgCu2中，中，Mg的位置和金剛石中的碳一樣，是的位置和金剛石中的碳一樣，是Mg雙層的三層堆積雙層的三層堆積XYZXYZ（圖（圖14-23（a）。）。MgZn2是是Mg雙層的二層堆積，雙層的二層堆積，MgNi2是是Mg雙層的四層堆積。在結(jié)構(gòu)中，雙層的四層堆積。在結(jié)構(gòu)中，B原子以四面體配位方式原子以四面體配位方式處在處在A原子形成的骨架的空隙中。原子形成的骨架的空隙中。以以MgCu2為例來詳細(xì)說明。為例來詳細(xì)說明。在較常見的在較常見的 125種種 AB2

34、型化合物型化合物中有中有 82種屬于種屬于 Laves相。相。 在在MgCu2中，中，Mg以金剛石方式堆積后，八面體空隙和半數(shù)的以金剛石方式堆積后，八面體空隙和半數(shù)的四面體空隙空著，四面體空隙空著，堆入了自身以四面體方式聯(lián)接起來的堆入了自身以四面體方式聯(lián)接起來的Cu（圖（圖14-24(a)）。圖）。圖14-24(b)是沿立方格子面對角線取得的截面。從是沿立方格子面對角線取得的截面。從該圖可知，在該圖可知，在MgCu2這樣的結(jié)構(gòu)中，這樣的結(jié)構(gòu)中，A原子間距為原子間距為 ，B原原子間距為子間距為 ，或者說，或者說rA/rB=1.225。從這些可以看出，。從這些可以看出，幾何上有幾何上有效地填充空間

35、是拉維斯相穩(wěn)定存在的一個重要原因。效地填充空間是拉維斯相穩(wěn)定存在的一個重要原因。a43a42 統(tǒng)計了統(tǒng)計了164個拉維斯相表明，個拉維斯相表明，rA/rB范圍在范圍在1.051.67之間，多數(shù)在之間，多數(shù)在1.11.4之間，之間，26個在個在1.11.4之外，之外，還有幾十對金屬還有幾十對金屬rA/rB在在1.11.4之間，但未能形成之間，但未能形成拉維斯相。計算表明，當(dāng)拉維斯相。計算表明，當(dāng)rA/rB在下限在下限1.1時，時，B被壓被壓縮；當(dāng)縮；當(dāng)rA/rB在上限在上限1.4時，時，A被壓縮，被壓縮，這種壓縮，也這種壓縮，也可以理解為可以理解為AB元素間形成一種介于金屬鍵和共價鍵元素間形成一

36、種介于金屬鍵和共價鍵的鍵，這也是拉維斯相存在的另一重要原因的鍵，這也是拉維斯相存在的另一重要原因。 MgCu2是工程材料堅鋁的成分。普通鋁制造飛機(jī)質(zhì)是工程材料堅鋁的成分。普通鋁制造飛機(jī)質(zhì)地太軟，加入地太軟，加入4%Cu和和0.5%Mg后，加入的后，加入的Mg, Cu形成形成MgCu2。這個拉維斯相的微小晶粒散布到。這個拉維斯相的微小晶粒散布到A1中中去，使得去，使得Al的密堆積層滑移不再那樣容易，的密堆積層滑移不再那樣容易，因而硬因而硬度增加，延展性減小，形成所謂度增加，延展性減小，形成所謂“堅鋁堅鋁”，這是制，這是制造飛機(jī)的主要材料造飛機(jī)的主要材料。14.5.3 化合物相化合物相 典型的金屬

37、化合物與一般固溶體相比，其原子比更確定，顯示出典型的金屬化合物與一般固溶體相比，其原子比更確定，顯示出一定的化學(xué)價。而且兩種金屬形成的化合物，與原來金屬相比，結(jié)一定的化學(xué)價。而且兩種金屬形成的化合物，與原來金屬相比，結(jié)構(gòu)和性能上都有質(zhì)的變化，有時金屬化合物成半導(dǎo)體而不再具有金構(gòu)和性能上都有質(zhì)的變化，有時金屬化合物成半導(dǎo)體而不再具有金屬的導(dǎo)電性。屬的導(dǎo)電性。下面是一些金屬化合物：下面是一些金屬化合物：1) ZnS型（立方）：型（立方）：AgSb，InSb；2) CaF2型：型：Mg2Sn，Mg2Ge，AuIn2；3) 復(fù)雜型：復(fù)雜型：ZnSb(正交），正交），Mg3Sb2（六方），（六方），Cu

38、2MnSn。 有有Cr3Si結(jié)構(gòu)的合金，其原子比十分固定，我們也把它歸為化合結(jié)構(gòu)的合金，其原子比十分固定，我們也把它歸為化合物相。物相。-W也屬這個相（圖也屬這個相（圖3-25）。且）。且-W有兩種不同配位的有兩種不同配位的W：WI，WII。這樣結(jié)構(gòu)的金屬化合物相超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度較高。這樣結(jié)構(gòu)的金屬化合物相超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度較高，如，如Cr3Si的的TC為為17K，其中，其中Nb3Ge為為23.2K，這在，這在Ba-La-Cu-O超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)以前超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)以前是最高的。是最高的。14.6 間隙固溶體間隙固溶體14.6.1 間隙固溶體間隙固溶體 間隙固溶體由過渡金屬元素或含有過渡金屬間隙固溶體由過渡金屬元素

39、或含有過渡金屬的合金與半徑較小的非金屬元素形成。的合金與半徑較小的非金屬元素形成。幾乎所幾乎所有的間隙固溶體結(jié)構(gòu)都與母體金屬不同。但是，有的間隙固溶體結(jié)構(gòu)都與母體金屬不同。但是，由于非金屬原子在該相中的含量是可變的，其由于非金屬原子在該相中的含量是可變的，其在間隙位置分布是統(tǒng)計的，所以仍稱為間隙固在間隙位置分布是統(tǒng)計的，所以仍稱為間隙固溶體。溶體。 一般情況下，一般情況下，間隙固溶體中，間隙固溶體中，/0.59，此時晶體結(jié)構(gòu)較為簡單。此時晶體結(jié)構(gòu)較為簡單。當(dāng)當(dāng)/0.59時，時，金屬和非金屬原子間就會形成較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，金屬和非金屬原子間就會形成較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，此時，往往不能稱為間隙固溶體。此時，往

40、往不能稱為間隙固溶體。常見的間隙固溶體由金屬和碳（常見的間隙固溶體由金屬和碳（rc=0.77 ），氫（），氫（rH0.46 ），氮（，氮（N=0.71 ），硼（），硼（B0.97 ）等形等形成，主要結(jié)構(gòu)類型如下：成，主要結(jié)構(gòu)類型如下： NaCl型：型：ZrN，TiC，TiH等等 立方體心：立方體心：TaH等等 六方密堆積：六方密堆積：Fe2N，o2 CaF2型：型：TiH2 ZnS型（立方）：型（立方）：TiH WC型型:，MoC，MoH，WH等等 AlB2型：型：MgB2，TiB2，CrB2等等上述結(jié)構(gòu)中，上述結(jié)構(gòu)中，WC和和AlB2未討論過。未討論過。WC中中W以三方柱形堆積，以三方柱形堆

41、積，C在三方柱的中心，三在三方柱的中心，三方柱公用面，形成三方柱鏈，其中半數(shù)是空鏈。每方柱公用面，形成三方柱鏈，其中半數(shù)是空鏈。每個個C周圍有個周圍有個W，而每個周圍有個，而每個周圍有個C，因此，因此W：C:。如果在如果在WC那樣的結(jié)構(gòu)中，空著的那樣的結(jié)構(gòu)中，空著的三方柱鏈也為非金屬原子所占有，則形成了三方柱鏈也為非金屬原子所占有，則形成了AlB2結(jié)結(jié)構(gòu)，構(gòu)，Al占有三方柱頂點（堆積），占有三方柱頂點（堆積），B占有三方柱中占有三方柱中心。心。 一一些過渡元素間隙固溶體的熔點和硬度比過渡元素本身些過渡元素間隙固溶體的熔點和硬度比過渡元素本身都高。其中都高。其中TaC熔點超過熔點超過4000K，

42、W2C的硬度已接近金剛的硬度已接近金剛石。它們都是有用的工程材料。表石。它們都是有用的工程材料。表14-5是一些重要的間隙是一些重要的間隙固溶體的結(jié)構(gòu)和性能，作為比較表中還列出了相應(yīng)的母體固溶體的結(jié)構(gòu)和性能，作為比較表中還列出了相應(yīng)的母體金屬的結(jié)構(gòu)和性能。金屬的結(jié)構(gòu)和性能。14.6.2 鐵和鋼鐵和鋼鐵碳體系之所以復(fù)雜，鐵碳體系之所以復(fù)雜，原因有二：原因之一是鐵有原因有二：原因之一是鐵有兩種結(jié)構(gòu)：體心立方和面心立方，常溫變體是兩種結(jié)構(gòu)：體心立方和面心立方，常溫變體是-Fe，直到直到906都是都是體心立方體心立方，-Fe的居里溫度為的居里溫度為766，在此溫度以上仍為在此溫度以上仍為體心立方體心立

43、方，但無磁性。，但無磁性。766-906間間稱為稱為-Fe，在，在906-1401間為間為-Fe，為，為面心立方面心立方。在在1401-1530（熔點）間的（熔點）間的相又是相又是體心立方體心立方。原因之二是原因之二是rr0.771.240.620.59，這樣，這樣，鐵一碳體系的間隙固溶體不穩(wěn)定而形成種種復(fù)雜的相。鐵一碳體系的間隙固溶體不穩(wěn)定而形成種種復(fù)雜的相。再加上碳既可以化合，又可以溶解，又會以石墨的方再加上碳既可以化合，又可以溶解，又會以石墨的方式分布在體系中。式分布在體系中。煉鋼一般用焦炭，鐵煉鋼一般用焦炭，鐵-碳低共熔混合物在碳低共熔混合物在1150時凝固時凝固成成鑄鐵鑄鐵，它一般含

44、，它一般含4.3的碳的碳。鑄鐵中，。鑄鐵中，硅含量低硅含量低時，碳時，碳以以Fe3C的形式存在，稱為的形式存在，稱為白口鐵白口鐵，F(xiàn)e以三方柱形配位在以三方柱形配位在C周圍，三方柱間公用頂點，周圍，三方柱間公用頂點，F(xiàn)e3C的莫氏硬度為的莫氏硬度為8。鑄鐵。鑄鐵中，中，硅含量較高時，硅含量較高時，C以石墨的方式存在，稱為灰口鐵以石墨的方式存在，稱為灰口鐵。此時如存在此時如存在適量的適量的Mg，則石墨的顆粒呈球狀，使鑄鐵，則石墨的顆粒呈球狀，使鑄鐵的強(qiáng)度增加，稱為的強(qiáng)度增加，稱為球墨鑄鐵球墨鑄鐵。鋼中的含碳量大約在鋼中的含碳量大約在1.5左右左右，低碳鋼在低碳鋼在 0.10.5。含碳量更少則為熟

45、鐵。含碳量更少則為熟鐵。因此煉鋼過程中如以鑄鐵為因此煉鋼過程中如以鑄鐵為原料，則應(yīng)設(shè)法減少碳含量。如以熟鐵為原料，則需要原料，則應(yīng)設(shè)法減少碳含量。如以熟鐵為原料，則需要增加碳含量。鋼的整個熱處理過程如表增加碳含量。鋼的整個熱處理過程如表14-6所示。所示。鐵碳雙重相圖鐵碳雙重相圖 由于由于Fe的晶體結(jié)構(gòu)不同，的晶體結(jié)構(gòu)不同，C在在Fe中的溶解度差別較中的溶解度差別較大。碳在面心立方大。碳在面心立方(FCC)的的-Fe中的最大溶解度為中的最大溶解度為2.11%，而在體心立方，而在體心立方(BCC)的的-Fe和和-Fe中最大中最大僅分別為僅分別為0.0218%和和0.09%。 在在906以上的鋼是

46、碳在以上的鋼是碳在-Fe相中的間隙固溶體，相中的間隙固溶體，碳占有面心鐵的八面體空隙（圖碳占有面心鐵的八面體空隙（圖14-27），這稱為奧氏），這稱為奧氏體。當(dāng)它緩冷至體。當(dāng)它緩冷至600以下時（在此溫度下，以下時（在此溫度下，C在在-Fe中的溶解度為中的溶解度為0.9%），奧氏體分解為鐵素體和滲碳體，），奧氏體分解為鐵素體和滲碳體，這個質(zhì)地較軟的低共熔混合物稱為珠光體，因它有珍這個質(zhì)地較軟的低共熔混合物稱為珠光體，因它有珍珠光澤。鐵素體含碳量約為珠光澤。鐵素體含碳量約為0.06，是碳在，是碳在 -Fe中的中的間隙固溶體。（間隙固溶體。（體心立方體心立方 -Fe 的兩種空隙參見圖的兩種空隙參見

47、圖11-21） 從從906以上把奧氏體鋼淬火到以上把奧氏體鋼淬火到150時，形成馬時，形成馬氏體結(jié)構(gòu)（圖氏體結(jié)構(gòu)（圖14-28）。它屬于四方晶系，可以看成是）。它屬于四方晶系，可以看成是碳在碳在 -Fe中的過飽和間隙固溶體，含碳量達(dá)中的過飽和間隙固溶體，含碳量達(dá)1.6%，這，這個相非常硬，接近滲碳體。這也是淬火鋼的特點。個相非常硬，接近滲碳體。這也是淬火鋼的特點。 對馬氏體在對馬氏體在200300間進(jìn)行回火，形成鐵素體間進(jìn)行回火，形成鐵素體和滲碳體的混合物，但這種有控制的回火，使得它和滲碳體的混合物，但這種有控制的回火，使得它們兩相的比例和兩相形成的結(jié)構(gòu)與珠光體不同。經(jīng)們兩相的比例和兩相形成的

48、結(jié)構(gòu)與珠光體不同。經(jīng)回火的鋼，結(jié)構(gòu)上較粗雜，它們比珠光體要硬，比回火的鋼，結(jié)構(gòu)上較粗雜，它們比珠光體要硬，比馬氏體要有韌性，這才形成了日常用得較廣的鋼材馬氏體要有韌性，這才形成了日常用得較廣的鋼材。 從結(jié)構(gòu)上可以看出，從結(jié)構(gòu)上可以看出，-Fe為面心立方密堆積，它為面心立方密堆積，它和碳形成的間隙固溶體將具有強(qiáng)度大、延展性好等和碳形成的間隙固溶體將具有強(qiáng)度大、延展性好等優(yōu)點。但單用淬火不能保住奧氏體的結(jié)構(gòu)，它能存優(yōu)點。但單用淬火不能保住奧氏體的結(jié)構(gòu)，它能存在的最低溫度為在的最低溫度為690，此時奧氏體中碳含量為，此時奧氏體中碳含量為0.9%。鐵素體晶體結(jié)構(gòu)鐵素體晶體結(jié)構(gòu) 鐵素體顯微組織鐵素體顯微

49、組織 工業(yè)純鐵的顯微組織工業(yè)純鐵的顯微組織 奧氏體的顯微組織奧氏體的顯微組織 滲碳體的晶格滲碳體的晶格 片狀珠光體顯微組織片狀珠光體顯微組織 球狀珠光體顯微組織球狀珠光體顯微組織 14.6.3 馬氏相變馬氏相變 鐵鐵-碳體系中的奧氏體轉(zhuǎn)變到馬氏體的相變是一種重要碳體系中的奧氏體轉(zhuǎn)變到馬氏體的相變是一種重要的相變，稱為馬氏相變。其特點可歸納如下：的相變，稱為馬氏相變。其特點可歸納如下： 1. 相變是無擴(kuò)散的，原子只是在附近作集體的切變性移相變是無擴(kuò)散的，原子只是在附近作集體的切變性移動，動，猶如形成機(jī)械雙晶那樣。面心立方奧氏體變成四方的猶如形成機(jī)械雙晶那樣。面心立方奧氏體變成四方的馬氏體的結(jié)晶學(xué)

50、關(guān)系如圖馬氏體的結(jié)晶學(xué)關(guān)系如圖14-29所示。所示。 2. 相變速度很快，無法用淬火取得高溫時存在的相。相變速度很快，無法用淬火取得高溫時存在的相。 3. 相變時，原拋光的表面會出現(xiàn)粗糙的結(jié)構(gòu)。有時可以相變時，原拋光的表面會出現(xiàn)粗糙的結(jié)構(gòu)。有時可以用切成規(guī)則矩形拋光面來判斷相變的發(fā)生。用切成規(guī)則矩形拋光面來判斷相變的發(fā)生。 4. 相變是可逆的，以至于單晶都可以可逆地從這相轉(zhuǎn)變相變是可逆的，以至于單晶都可以可逆地從這相轉(zhuǎn)變到那相而仍為單晶。兩相之間總存在著一定的幾何取向關(guān)到那相而仍為單晶。兩相之間總存在著一定的幾何取向關(guān)系。系。 5. 相變一般有熱滯后現(xiàn)象，相變一般有熱滯后現(xiàn)象，幾十度（如在幾十度（如在Au-Cu體系約體系約20）到幾百度（如）到幾百度（如Fe-Ni體系約體系約400）不等。）不等。 馬氏相變不僅在鐵馬氏相變不僅在鐵-碳體系和合金