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金屬間化合物
來源:互聯(lián)網(wǎng)

金屬與金屬或金屬與準(zhǔn)金屬 (如 H、B、N、S、P、C、Si等)形成的化 合物。

術(shù)語介紹

兩種 金屬的原子按一定比例化合,形成與原來兩者的晶 格均不同的合金組成物。

金屬間化合物與普通化合 物不同,其組成可在一定范圍內(nèi)變化,組成元素的化 合價(jià)很難確定,但具有顯著的金屬結(jié)合鍵。

化學(xué) 成分通常符合AB形式,在金屬功能材料中,有RCo(R為稀土金屬)為基的永磁材料,儲(chǔ)氫材料LaNi、 FeTi,磁致伸縮材料TbFe,形狀記憶材料NiTi,半 導(dǎo)體材料GaAs、GaP、InSb等,超導(dǎo)材料NbSn、 VGa等,吸氣劑ZrAl等。金屬間化合物是受到普 遍重視的新型材料。

主要特點(diǎn)

這類化合物雖然也可以用一個(gè)“分子式”表示,但它和普通的化合物相比,具有若干不同的特點(diǎn):

①大部分 金屬間化合物不符合原子價(jià)規(guī)則。例 如,Cu-Zn合金系中有三種金屬間化 合物CuZn、Cu5Zn8和CuZn3。顯然,這三種化合物都不符合化合價(jià)的規(guī) 則。

②大部分金屬間化合物的成分并不確定,也就是說,化合物中各組元原 子的比并非確定值,而是或多或少可 以在一定范圍內(nèi)變化。例如,CuZn化 合物中Cu和Zn原子之比(Cu/Zn)可 以在36%~55%的范圍內(nèi)變化。

③原 子間的結(jié)合鍵往往不是單一類型的鍵,而是混合鍵,即離子鍵共價(jià)鍵金屬鍵、乃至分子鍵(范德瓦斯力)并存。但不同的化合物占主導(dǎo)地位的鍵也不同。

④由于存在離子鍵或共價(jià)鍵,故金屬間化合物往往硬而脆(強(qiáng)度高,塑性差)。但又因存在金屬鍵的成分,也或多或少具有金屬特性(如有一定的塑性、導(dǎo)電性和金屬光澤等)。

⑤金 屬間化合物的結(jié)構(gòu)是由原子價(jià)、電子 濃度、原子(或離子)半徑等多個(gè)因素 決定的。

發(fā)展現(xiàn)狀

縱觀國內(nèi)外金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域研究的成果,其表征主要有一方面:新型材料的發(fā)展方面,和有序金屬間化合物物理金屬學(xué)理論方面。

13 年來,我國金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料研究取得了很大的成績。在幾個(gè)重點(diǎn)材料研究領(lǐng)域可以說達(dá)到與國外同步的水平,培養(yǎng)了一批高級研究人才,但金屬間化合物理論研究方面的建樹不太突出。

應(yīng)用介紹

金屬間化合物具有與原金屬不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和原子結(jié)構(gòu),能形成新的有序超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),具有許多與眾不同的性質(zhì),而有別于目前廣泛應(yīng)用的金屬或合金。在近幾十年里得到了快速發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域也在逐漸擴(kuò)大。

(1)高溫應(yīng)用

金屬間化合物由于具有優(yōu)于高溫合金的耐熱性、高的比強(qiáng)度、高的比壽命、高的導(dǎo)熱性和高的抗氧化性,以及具有優(yōu)于陶瓷材料的韌性和良好的熱加工性而受到廣泛關(guān)注,尤其受到航空部門的青睞。

(2)電磁應(yīng)用

金屬間化合物作為電磁材料是功能材料的一個(gè)分支,廣泛應(yīng)用于能源、通訊等領(lǐng)域。制成的磁性元器件具有多種功能,如轉(zhuǎn)換、傳遞、處理信息和存儲(chǔ)能量等。

(3)超導(dǎo)材料

限制超導(dǎo)材料廣泛應(yīng)用的主要問題是超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度太低,附加的冷卻設(shè)備復(fù)雜。

參考資料 >

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