3-2有序无序转变摘要.ppt

某些置换式固溶体其成分有定比关系（AB、A3B、AB3)，在高温状态时，溶质溶剂原子在点阵中的分布是完全无规则的，而在低温它会出现完全有序状态，此时溶质溶剂原子各自分布在特定的点阵位置上，这种固溶体称为有序固溶体。;有序排列的证据在于X射线衍射图上出现超结构线。这是因为在有序合金中，当异类原子晶面的散射波之间的位向差正好为π时，由于两种不同原子的散射因子不同，它们的散射波便不能相互抵消，而产生超结构线。;晶体由有序状态变为无序状态的转变称为有序无序转变。 有序化转变包括： 位置有序化 位向有序化 电子旋转态的有序化 结构中缺陷引起的有序化;举例：Cu-Au合金;Cu3Au型：＜390℃，Au、Cu呈有序排列;;CuAuⅡ型：385-410℃，它是长周期正交点阵，其晶胞相当于10个CuAuⅠ型晶胞沿水平方向排??在一起，每隔5个小晶胞，其（001）面上原子类别改变，晶胞交界处为反向畴界。;;长程有序着眼于A、B原子在整个点阵中的分布 若由一个原子的近邻出发，可定义为短程有序度的概念 其中 q为A原子周围出现B原子的几率 qu为完全无序时的q qm为完全有序时的q; s、σ是在一定范围内变化，在Tc点无突变，从而无序化时，内能、熵是逐渐变化的，属二级相变。;Au-Cu系 特点是相图上有两相区间隔，该有序相为一级相变。 成分为50.8%Au，小于390℃时形成有序α′（Cu3Au)固溶体，此外，合金系中AuCuⅠ、 AuCuⅡ、 Au3Cu等也是有序固溶体。;Cu-Zn系 相图上无两相区间隔，在一定成分和一定温度范围内可产生有序化转变，这类有序相为二级相变。 如成分为45.5-48.9%Zn的合金，在468-456℃下，β转变为β′的相变。;;内能U U0—合金系在0K时的内能 Cp—由0K至TK的等压比热 U0 = NAAUAA + NBBUBB + NABUAB NAA、NBB、NAB分别为A-A、B-B、A-B结合原子对的数目 UAA、UBB、UAB分别为A-A、B-B、A-B结合时的内能， 可用统计方法求出。;N为总原子数 Z为原子配位数 CA为A原子的原子百分数;熵S;自由焓G;;从无序化过程中所测得的比热，除热振动比热(Cp)外，还有因组态能改变所引起的附加恒容热容Cv 。 Cv随温度T升高而逐渐上升，达到Tc后，Cv又突然下降，大于Tc后，并未降到零，因为此时短程有序仍然存在。;当固溶体有序化后，合金中异类原子间结合力加强，因此其电子的结合较无序状态为强，故使导电的自由电子数减少，ρ增加。 但晶体离子势场在有序化时更为对称，使得电子散射几率大为降低，故又使ρ减少。 在这一对矛盾因素中后者占优势，故有序合金ρ较低。;成分相当于Ni3Mn的合金，在退火时其饱和磁矩Ms具有极大值，合金呈现强铁磁性，为有序化与铁磁化相互合作的结果。;一般经长程有序化后，合金总是变得较硬，有时具有明显的屈服现象，且随有序度的增加，屈服应力在某一有序度时出现极值，这一现象称为有序强化（Ordered Strengthening)。 例如：Mg3Cd合金，达到最大硬度的值与有序畴的一定大小及一定的有序度相对应。 原因：反向畴界属内界面， 是位错运动的障碍。;但研究发现： Cu3Au(fcc)基本具有此特点 Fe3Al(bcc)不符合这一特点 注意： 有序强化理论均建立在不同反向畴界面对位错运动的影响这一基础上，忽略了原子的电子结构及应变能对固体生成热的影响，以致使有序度与热力学函数关系的可靠性发生问题，故尚待进一步研究。