题目
【简答题】间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在?请举例说明。
【简答题】间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构与性能上区别何在?请举例说明。
题目解答
答案
(1)结构上的区别:溶质原子处于溶剂晶格各结点间的空隙中,这种形式的固溶体称为间隙固溶体;间隙化合物的晶体结构特征是:直径较大的过渡族元素的原子占据了新晶格的正常位置,而直径较小的非金属元素的原子则有规律地嵌入晶格的空隙中。(2)性能上的区别:由于溶剂晶格的空隙有一定的限度,随着溶质原子的溶入,溶剂晶格将发生畸变,溶入的溶质原子越多,所引起的畸变就越大,当晶格畸变量超过一定数值时,溶剂的晶格就会变得不稳定,于是溶质原子就不能继续溶解,所以间隙固溶体的溶质在溶剂中的溶解度是有一定限度;间隙化合物一般是由原子直径较大的过渡族金属元素(Fe、Cr、Mo、W、V等)和原子直径较小的非金属元素(H、C、N、B等)所组成。如合金钢中,不同类型的碳化物(VC、Cr7C3、Cr23C6等)和钢经化学热处理后,在其表面形成的碳化物和氮化物(如F3C、Fe4N、Fe2N等)都是属于间隙化合物。
解析
间隙固溶体和间隙化合物在晶体结构和性能上存在显著差异。间隙固溶体是溶质原子占据溶剂晶格空隙形成的固溶体,而间隙化合物则是溶质原子和溶剂原子按照一定比例形成的新化合物,具有特定的晶体结构。在性能上,间隙固溶体的溶质原子溶解度有限,而间隙化合物具有特定的物理和化学性质,如硬度和熔点等。