固溶体近程有序结构与合金设计.pdfVIP

· 114 · 材料导报A：综述篇 2014年2月(上)第28卷第2期 固溶体近程有序结构与合金设计 靳淑静，王 清，董 闯 (大连理工大学三束材料改性教育部重点实验室，大连 116024) 摘要 工程合金几乎都是基于固溶体，对固溶体合金结构的研究有利于发展性能更优异的新型合金。总结了 有关固溶体合金近程有序结构的理论研究以及现有的实验检测分析方法，同时阐述了一种描述固溶体合金近程有序 结构的“团簇加连接原子”模型，该模型构成一种重要的材料设计方法。 关键词 固溶体合金 近程有序 结构表征技术 团簇加连接原子模型 材料设计 中图分类号：TG131 文献标识码：A TheShortRangeOrderinSolidSolutionsandAlloysDesign JIN Shujing，WANGQing，DONGChuang (KeyLaboratoryofMaterialsModificationbyLaser，IonandElectronBeams(DalianUniversityofTechnology)， MinistryofEducation，Dalian116024) Abstract Solidsolutionsarethebasicstructuresformostengineeringalloysandthedevelopmentofnewhigh- performancealloysreliesonunderstandingtheirstructures．Theshort-rangeorderfeaturesexistinginsolidsolutions andrelevantstructuralcharacterizationmethodsaresummarized．Anove1structuralapproachfortheshortrangeorder description，the c‘luster-plus-glue-atom’model，isspeciallymentionedwhichhasbeenprovedusefulasanalloyde— signmethod． Keywords solidsolutionalloys，shortrangeorder，structuralcharacterizationtechniques，cluster-plus-glue- atom model，materialsdesign 工程固溶体合金在 国民生产中发挥着重要作用，如Fe 部结构人手，对材料整体结构进行描述乃至实施材料设计。 基工程结构材料、有色合金 (包括 Ni基高温合金、Cu合金 随着计算机技术的发展，人们也试图借助于热力学模型来进 等)，这些实用合金材料的研发与固溶体合金的理论息息相 行材料结构计算[1。相对于热力学模型来说，几何结构模型 关。Hume-Rothery[1]最早提出了影响固溶体形成的3个因 则更易被人们接受[14--16]。从最初简单地判断原子是否均匀 素，并预测了简单多价金属合金的固溶度极限，为合金研发 分布到提出短程有序参数，再到引入 “团簇”概念，固溶体的 提供了理论指导 。Eshelby[在 Friedel[。理论的基础上从系 局部结构逐渐清晰起来。鉴于固溶体结构在合金发展中的 统能量的角度出发得出的结论也证实了Hume-Rothery观点 重要性，本文从固溶体合金局域结构出发，阐述了固溶体合 的正确性。另外 ，Darken—Gurry[、Chelikowsky[、Alonso— 金结构的近程有序理论 以及检测固溶体合金结构的现代实 Simozar¨6]、Zunger_l8等采用二维 坐标法进一步 完