形成固溶体、金属化合物的控制因素

题目

形成固溶体、金属化合物的控制因素
不同的组元组成合金时,是形成固溶体,还是形成金属化合物,主要受哪些因素控制?

答案

渗入元素与基体金属形成固溶体或金属化合物的主要条件就是:
①原子相对尺寸：金属学中学过“原子尺寸因素原则”,即当溶质和溶剂金属原子直径差值：{以[（d溶质－d溶剂）/d溶剂]×100％表示 }超过14～15％时,固溶度不会大.在渗镀方面,一般以15～16％作为形成渗镀层的上限,它也适用于形成金属间化合物.当然,这只是对铁基固溶体而言,对不同金属为基的固溶体来说,其上限值也有所不同,如对于难熔金属为8～10％,而对低熔点金属则可放宽到20％以上.
②化学亲和力：两种金属的化学亲和力愈大,它们愈易形成金属间化合物,而不利于形成固溶体.只有当两种金属的化学亲和力小时,才易形成固溶体.但当二者的负电性之差不至于形成化合物时,其适当差异并不一定对固溶体起限制作用,相反有时还能对固溶体的形成起促进作用.
③点阵类型：当渗入金属与基体点阵类型相同时,容易取得大的固溶度.如当渗入金属与基体点阵类型相同时,并且原子直径差小于8％时则能形成连续固溶体.
④相对原子价：其影响主要体现在电子浓度方面,当形成固溶体时,溶剂金属的电子浓度不超过一定的数值,（如对面心立方的一价金属来说,这个极限值是1.36,对体心立方的一价金属来说,这个极限值为1.48）,若电子浓度大到极限值时,继续渗解就不可能.
以上四个因素不是同等重要的,对固溶度的影响有时是一致的,相辅相成的,有时则是相反的.然而,总是其中一、两个因素起决定性作用,是控制因素.因此,在设计渗层成分、组织时必须全面考虑这些因素,分析其影响程度.