1簡介

當形成合金的元素其電子層結構、原子半徑和晶體類型相差較大時,易形成金屬化合物(又稱金屬互化物)。金屬化合物的晶體類型不同於它的分組金屬,自成新相。金屬化合物合金的結構類型豐富多樣,有20000種以上,不勝枚舉,有的結構可找到離子晶體或共價晶體的相關型,有的則是獨特的結構類型,如NaTl晶胞是CsCl晶胞的8倍超構;MgCu2是所謂拉維斯相(Laves phase)的一個例子;CaCu5是層狀結構的例子;Nb3Sn結構是重要的合金超導體,同型化合物Nb3Ge實用於高分辨核磁共振儀;MoAl12是具有複雜配位結構的例子。

2組成規律

金屬化合物的組成十分複雜,仍有許多規律屬未知領域,已歸納出規律的有兩類:其一是按相當於金屬與非金屬化合的化合價組成,如:Mg2Sn和Mg2Pb,可按周期系「族價」,即Mg是二價元素,Sn、Pb是四價元素來理解。另一類是所謂的電子化合物(electron compounds)其組成決定於兩種金屬的電子數和原子數之比,但電子化合物組成元素的「電子數」的計數不同尋常,也有爭論,被比較普遍接受的規律為:周期系Ⅷ族元素Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir和Pt的「電子數」為零,ⅠB族Cu、Ag、Au為1,ⅡB族Zn、Cd、Hg及ⅡA族Be、Mg為2,ⅢA族Al、In、Ga為3,ⅣA族Si、Ge、Sn、Pb為4,等等,而電子數與原子數之比有三種基本類型:3:2,21:13和7:4,由此可以理解如CuZn、Ag3Al、Cu9Al4、Cu3Sn等等金屬化合物的組成。上述三類電子化合物各具有特定結構,分別成為β,γ和ε相。例如,Cu5Zn8術21:13型電子化合物,是一種很大的立方晶胞,含52個原子,被稱為γ—黃銅型結構,許多化學式原子總數為13的倍數的電子化合物具有此結構,如Fe5Zn21、Cu31Sn8等等。γ和ε相結構從略。

3應用

金屬化合物合金與組成它的金屬的性質常有較大差別。隨著新技術、新工藝的發展,現已研製出多種新功能材料和結構材料,其中最典型的金屬功能材料有非晶態金屬、形狀記憶合金、減振合金、超導材料、蓄氫合金、超微粉等;新型結構材料有超塑性合金、超高溫合金等。這些金屬材料性能優異,用途廣泛,具有廣闊的應用前景。
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