金屬間化合物

金屬間化合物化合物01發(fā)展簡(jiǎn)史主要特點(diǎn)發(fā)展現(xiàn)狀術(shù)語(yǔ)介紹制備方法應(yīng)用介紹目錄0305020406基本信息金屬間化合物，是指金屬與金屬或金屬與類(lèi)金屬（如H、B、N、S、P、C、Si等）形成的化合物。發(fā)展簡(jiǎn)史發(fā)展簡(jiǎn)史自從有冶金技術(shù)以來(lái)，就已經(jīng)制備了金屬間化合物。Westbrook在1976-1993年間曾相當(dāng)詳細(xì)地?cái)⑹隽私饘匍g化合物的發(fā)展史。他提到，人們是從使用低熔點(diǎn)合金系發(fā)展到使用某些金屬間化合物的。金屬間化合物的應(yīng)用則是由于金屬間化合物具有高的硬度，良好的耐磨性，同時(shí)還具有金屬性，并可以?huà)伖猓蚨鳛檠b飾材料而具有廣泛的應(yīng)用。例如，古埃及使用的青銅涂層和中國(guó)使用的青銅鏡等。到20世紀(jì)初，金屬間化合物的應(yīng)用主要是作為功能材料，首先是由于某些相具有特殊的磁性而實(shí)現(xiàn)其工業(yè)應(yīng)用,隨后才發(fā)展到形狀記憶材料和超導(dǎo)材料的實(shí)際應(yīng)用。熱電轉(zhuǎn)換功能材料MoSi2不是一種典型的金屬間化合物，而是一種由金屬間化合物到金屬與非金屬化合物（硅不是金屬而是半導(dǎo)體）的一個(gè)標(biāo)志。盡管如此，按慣例仍將硅化合物列入金屬間化合物類(lèi)。因?yàn)槠渑c金屬有許多相似之處。還有一類(lèi)主要的化合物是由第ⅢA族和ⅤA族元素形成的化合物，如InSb、GeAs、InAs等，這些相的組成元素有金屬、半金屬和非金屬，形成的化合物是半導(dǎo)體，不屬于具有金屬特性的金屬間化合物。

由于金屬間化合物的高脆性高硬度等特性，到20世紀(jì)50-70年代才成功地研究并開(kāi)發(fā)了金屬間化合物在結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域的應(yīng)用（汞齊作為牙科材料是個(gè)例外），典型的例子是TizAl、NigAl的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

金屬間化合物（中間相）是許多工業(yè)合金中重要的組成相。到目前為止，金屬間化合物應(yīng)用最廣、品種最多的仍是在光、電、磁聲、熱和功能轉(zhuǎn)換等方面具有特性的功能材料領(lǐng)域。

術(shù)語(yǔ)介紹術(shù)語(yǔ)介紹兩種金屬的原子按一定比例化合，形成與原來(lái)兩者的晶格均不同的合金組成物。

金屬間化合物

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。

其化學(xué)成分通常符合AmBn形式，

在金屬功能材料中，有結(jié)構(gòu)材料，如Ni3Ti、Ni3A1、NiAl、Fe3Al、FeAl、Ti3Al和TiAl等可用作高溫結(jié)構(gòu)材料；磁性材料YCo5、PcOsNd2Fe14B，形狀記憶合金NiT，半導(dǎo)體材料GaAs、InP，超導(dǎo)材料Nb3Sn、V3Ga，儲(chǔ)氫材料Lanis、FeTi、Mg2Ni等。

主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)這類(lèi)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)：

金屬間化合物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(shuō)，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(lèi)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。

制備方法制備方法機(jī)械合金化機(jī)械合金化（MechanicalAlloying，MA）是amin提出的一種制備合金粉末的高能球磨技術(shù)，通常為干式球磨。磨球和粉末間的相互碰撞引起塑性粉末的壓扁和加工硬化，導(dǎo)致粒子重疊，表面接觸。發(fā)生冷焊。形成由各組分組成的多層復(fù)合粉末粒子，同時(shí)加工硬化層及復(fù)合粒子發(fā)生斷裂。冷焊與斷裂不斷重復(fù)。以及充分揉混，使得粉末細(xì)化且更加均勻，最后形成預(yù)制復(fù)合顆粒。由于復(fù)合顆粒內(nèi)有大量的缺陷和納米微結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步高能球磨時(shí)發(fā)生固態(tài)反應(yīng)，形成新材料。

自蔓延高溫合成anov等發(fā)現(xiàn)了自蔓延高溫合成（Self-propagatingHigh-temperatureSynthesis，SHS）現(xiàn)象。它是利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱自加熱和自傳導(dǎo)作用合成材料的一種技術(shù)。點(diǎn)燃的粉末壓坯產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，其生成熱使鄰近的粉末溫度驟然升高，引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，并以燃燒波的形式蔓延，通過(guò)整個(gè)反應(yīng)物。燃燒波推行前移，反應(yīng)物轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物。通常反應(yīng)以氬氣或氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣氛。發(fā)展現(xiàn)狀發(fā)展現(xiàn)狀縱觀(guān)國(guó)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(lái)，我國(guó)金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料研究取得了很大的成績(jī)，在幾個(gè)重點(diǎn)材料研究領(lǐng)域可以說(shuō)達(dá)到與國(guó)外同步的水平，培養(yǎng)了一批高級(jí)研究人才，但金屬間化合物理論研究方面的建樹(shù)不太突出。

應(yīng)用介紹應(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**，尤其受到航空部門(mén)的青睞。

金屬間化合物（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，