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材料科学
题目

构成匀晶合金的两种组元之间必须满足以下条件:A. 具有相同的晶体结构,晶格常数相近B. 具有相同的熔点C. 具有相同的原子价D. 具有相似的电负性E. 原子半径差小于15%

构成匀晶合金的两种组元之间必须满足以下条件:

A. 具有相同的晶体结构,晶格常数相近

B. 具有相同的熔点

C. 具有相同的原子价

D. 具有相似的电负性

E. 原子半径差小于15%

题目解答

答案

ACDE
A. 具有相同的晶体结构,晶格常数相近
C. 具有相同的原子价
D. 具有相似的电负性
E. 原子半径差小于15%

解析

匀晶合金的形成需要两种组元在固态时能够无限互溶,形成单一固溶体。其核心条件包括:

  1. 晶体结构相同:组元必须具有相同的晶体结构(如均为面心立方),才能形成有序排列的固溶体。
  2. 原子半径差小:原子半径差不超过15%,确保原子能互相取代。
  3. 原子价相同:电荷相同有利于金属键的形成,促进相互溶解。
  4. 电负性相近:电负性差异小可减少电子转移阻力,避免形成化合物。

关键排除点:熔点相同(B)并非必要条件,匀晶合金的熔点通常介于组元之间。

选项分析

A. 具有相同的晶体结构,晶格常数相近

  • 正确。不同晶体结构(如立方 vs 六方)会导致原子排列混乱,无法形成固溶体。例如,Cu(面心立方)与Ni(面心立方)可形成匀晶合金。

B. 具有相同的熔点

  • 错误。匀晶合金的熔点通常介于组元熔点之间,而非完全相同。例如,Au-Cu合金的熔点低于Au和Cu。

C. 具有相同的原子价

  • 正确。原子价相同(如均为+2价)使金属离子间的电子交换更易实现,促进固溶体形成。例如,Al(+3)与Ga(+3)可形成匀晶合金。

D. 具有相似的电负性

  • 正确。电负性差异小可减少原子间电子排斥,避免形成中间化合物。例如,Fe(电负性1.8)与Ni(电负性1.9)电负性相近,形成匀晶合金。

E. 原子半径差小于15%

  • 正确。原子半径差过大(如超过15%)会导致原子无法互相取代,例如Cu(原子半径0.128nm)与Cr(原子半径0.124nm)符合此条件。

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