最新厦门大学材料科学基础二第五章-2填隙型固溶体PPT课件.ppt

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1、u电价因素l填隙型固溶体，可通过生成空位或产生部分置换来维持结构中的电中性。Li2TiO3形成固溶体：2CaF3FiCaYF2F +F +Y 2 413LiTiOxxLi2O过量时：（0 x 0.08）2 413LiTiOxxTiO2过量时：（0 x 0.09）n反铁电体l其结构相当于两个相等而极化方向相反的亚晶格交错而成。相邻亚晶格之间沿相反方向极化，因此宏观上不具有净的自发极化强度，也不具有铁电体那样的电滞回线。 n 压电效应u压电晶体受到机械力作用时，在一定方向的表面上产生束缚电荷，且其电荷密度大小与所加应力大小呈线性关系，这种由机械能转换成电能的现象，称为正压电效应。u在压电晶体上施加

2、电场，晶体不仅可以产生电极化，同时还会发生形变，这种效应是压电效应的逆过程，常称作逆压电效应。 n压电陶瓷材料的应用u声纳 u弯曲型换能器 u声频空气换能器 l直接将电能转换为声音或将声音转换为电能。u压电高压发生器l利用正压电效应将机械能转换成电能，形成高压。u压电滤波器 u压电陶瓷变压器5.6 置换型固溶体生成机制 n等价置换固溶体 232322(1- )3Al O +(1- )Cr OAl CrOxxxx23Cr O23CrOAl O2Al +3O 23Al O23AlOCr O2Ar +3O 22(1)(1)3 BaO(1)CaO TiO(1)SnO Ba CaTi SnOxxyyxx

3、yy异价不等数置换固溶体：空位机构 u引入比主晶体低价的阳离子，造成阴离子空位 。u引入比主晶体高价的阳离子，造成阳离子空位 。2ZrOZrOOCaOCa+V+O MgO23MgMgOAl O2Al+V+3O异价不等数置换固溶体：填隙机构 u高价阳离子置换低价阳离子，造成阴离子填隙。u低价阳离子置换高价阳离子，造成阳离子填隙。 23Y O2YOi2ZrO2Zr +3O +O 2ZrOZrOi2CaOCa+2O +Ca 异价等数置换固溶体：变价机构 u形成固溶体的金属元素能够发生变价，通过变价的方式，来满足电中性条件。 2TiO252TiTiO21V O (s)+2TiO (s)2V+2Ti+8

4、O +O (g)2 2TiO25TiO21V O (s)2V+4O +O (g)+2e2 NiO22NiNiO1Li O(s)+2NiO(s)+O (g)2Li+2Ni+4O2 NiO22NiO1Li O(s)+O (g)2Li+2O +2h2 异价等数置换固溶体：补偿机构 u引入高价和低价相互补的阳离子。u置换主晶体中的两种不同的阳离子。 u双重置换固溶体 2TiO2325TiTiOAl O +V O2Al+2V+8O 3BaTiO225BaTiOLi O+Nb O2Li+2Nb+6O (Ca1xNax)(Al2xSi2+x)O8n无序固溶体l各组元质点的分布是随机的、无规则的。 n有序固溶

5、体l各组元质点的分布分别按照各自的晶格点阵进行排列，整个固溶体就是由各组元的分点阵组成的复杂点阵，此类结构也称超点阵或超结构。（a）一般固溶体 （b）AuCu3有序结构 （c）AuCu有序结构 (a)完全无序 (b)偏聚 (c) 部分有序 (d) 完全有序形成固溶体后对晶体性质的影响形成固溶体后对晶体性质的影响n固溶强化固溶强化u定义l通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化 。u例子l纯铜的b为220 MPa, 硬度为40 HB。加入1%镍形成固溶体后, 强度升至390 MPa, 硬度升至70 HB 。u固溶强化的规律l间隙式溶质原子的强化效果一般要比置换式溶质原子更显著。l溶质和溶剂原子尺寸相差越大或固溶度越小，固溶强化越显著。n稳定晶格，抑制晶型转变稳定晶格，抑制晶型转变uCaO、Y2O3等固溶到ZrO2中uPbTiO3与PbZrO3 反应生成Pb(ZrxTi1-x)O3 n活化晶格活化晶格 uAl2O3熔点很高（2050），若加入TiO2，可使烧结温度下降到1600左右。n对材料物理性质的影响对材料物理性质的影响u电学、磁学、光学性能电学、磁学、光学性能等。25 结束语结束语