金屬間化合物

金屬間化合物化合物01發(fā)展簡史主要特點發(fā)展現(xiàn)狀術(shù)語介紹制備方法應(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金屬（如H、B、N、S、P、C、Si等）形成的化合物。發(fā)展簡史發(fā)展簡史自從有冶金技術(shù)以來，就已經(jīng)制備了金屬間化合物。Westbrook在1976-1993年間曾相當(dāng)詳細地敘述了金屬間化合物的發(fā)展史。他提到，人們是從使用低熔點合金系發(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，同時還具有金屬性，并可以拋光，因而作為裝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使用的青銅鏡等。到20世紀初，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。因為其與金屬有許多相似之處。還有一類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50-70年代才成功地研究并開發(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例外），典型的例子是TizAl、NigAl的開發(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)語介紹術(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

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，儲氫材料Lanis、FeTi、Mg2Ni等。

主要特點主要特點這類化合物雖然也可以用一個“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：

金屬間化合物①大部分金屬間化合物不符合原子價規(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鍵，故金屬間化合物往往硬而脆（強度高，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、電子濃度、原子（或離子）半徑等多個因素決定的。

制備方法制備方法機械合金化機械合金化（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)。進一步高能球磨時發(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，通過整個反應(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)以氬氣或氮氣為保護氣氛。發(fā)展現(xiàn)狀發(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，在幾個重點材料研究領(lǐng)域可以說達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分支，