固溶体

固溶体指的是矿物一定结晶构造位置上离子的互相置换，而不改变整个晶体的结构及对称性等。但微观结构上如结点的形状、大小可能随成分的变化而改变。如自然界辉石就是一个多种成分的固溶体。 自然界矿物 中广泛存在的离子或离子团之间的置换的化学现象，过程称为类质同像或固溶体。类质同像是矿物结晶时，其晶体结构中一种位置被两种或两种以上的不同元素（或基团）而形成混晶的现象，而固溶体是反映形成这种混晶的矿物结构。

固溶体按基体类型分类：

第一类固溶体（一次固溶体）：以纯金属为基形成的固溶体。

第二类固溶体（二次固溶体）：以化合物（中间相）为基形成的固溶体。

中间相两组元A和B组成合金时，除了可形成以A为基体或以B为基体的固溶体外（端际固溶体）外，还可能形成晶体结构与A、B两组元均不相同的新相。

由于它们在二元相图上的位置总是位于中间，故通常把这些相称为中间相1。晶体结构一般和组元金属不同,物理、化学和力学性质也迥异。中间相是一类重要的合金相。按照结合键的类型，中间相可以分为离子化合物、共价化合物和金属化合物；按照它们的形成规律和结构、性能特征，又可区分为正常价化合物、电子化合物、 间隙化合物和拓扑密堆相（TCP相）。这些化合物一般具有金属性质，只一部分正常价化合物例外。习惯上中间相又常被称为金属间化合物（in-termetallic compound）。但也有人把成分范围较宽的中间相区分为二次固溶体（secondary solid solution），而用金属间化合物一词专指均质范围比较狭窄，化学计量比较简单的中间相。

二次固溶体简介中间相可以是化合物，也可以是以化合物为基的固溶体（第二类固溶体或称二次固溶体）。
中间相通常可用化合物的化学分子式表示。大多数中间相中原子间的结合方式属于金属键与其他典型键（如离子键、共价键和分子键）相混合的一种结合方式。因此，它们都具有金属性。
1，正常价化合物
2，电子化合物
3，原子尺寸因素有关的化合物

4，超结构（有序固溶体）

二次固溶体蠕变特征蠕变是金属材料在固定载荷或恒定应力卜发生连续不断的缓慢变形的现象。一般表现是在恒温恒应力的作用下，应变随时间的增加而增大。典型的金属蠕变曲线如图所示，即在恒温及恒应力作用下应变与时间的关系曲线。

二次固溶体蠕变行为的主要特征如下:

（1）蠕变初始，蠕变速率相对很大，在蠕变第一阶段速率会逐渐降低，表现为“正常过渡”的行为；

（2）稳态时有稳定的亚结构形成；

（3）稳态蠕变速率应力指数n=5；

（4）稳态激活能等于基体金属的自扩散激活能。

这种分类比较典型但不是绝对的。固溶体蠕变行为与应力和温度有关，在一定的应力、温度下表现出一次固溶体特征的合金在另一条件下可能表现出二次固溶体特征。2

固液反应球磨技术制备二次固溶体金属间化合物为基的合金或材料由于独特的优良性能在航天航空等国防技术领域和机械、冶金、化工、电子等民用工业领域具有广泛应用前景，正在发展成为一种新型金属材料。而金属间化合物的制备方法和形成机理研究主要集中在二元金属间化合物，关于三元金属间化合物的制备及其的微观结构的研究鲜有报道，对于三元金属间化合物的形成机理研究仅限于模式识别研究和计算预测。因而进一步开发和优化三元金属间化合物的制备工艺及其形成机理、微观结构演变规律尚需系统深入的研究。

据此，本文在陈振华教授发明的固液反应球磨技术和采用固液反应球磨技术制备二元纳米级的金属间化合物粉体的研究基础上，进一步探索三元金属间化合物的制备及形成机理研究：选取Ni、Co、Mo、W作为磨球，以Al-Cu合金熔体作为球磨介质，采用固液反应球磨技术，系统开展Al-Cu-X（X为Ni、Co、Mo、W）三元金属间化合物的制备研究，获得的主要规律如下：

采用Ni球固液反应球磨Al-Cu熔体，球磨机转速为80r/min，球料质量比为11∶1。在893K温度下，采用Ni质磨球对 熔体进行反应球磨，球磨产物除二元化合物粉末外，可生成粉末，并随球磨时间从12h延长至48h，粉末质量分数逐步增加；在1123K温度下，对熔体进行反应球磨，球磨产物除二元化合物粉末外，生成了和粉末，同时随球磨时间的延长，及粉末质量分数减少，而逐步过渡到粉末；在1123K温度下，对AlCu熔体进行反应球磨，球磨产物除少量的二元化合物粉末外，主要为三元金属间化合物粉末。球磨过程化合物相的形成规律为，先形成相为热力学平衡相，继而在Ni球的球磨作用下，由于机械力作用生成以相为基的第二类固溶体，即AlCuNi三元金属间化合物；Ni质磨球对Al-Cu熔体反应球磨的产物的粒径为纳米级，粒径范围在100～150纳米，扫描电镜观察，粉体呈团絮状。3