材料科学基础第一到四章北理工考研适用.docx
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材料科学基础第一到四章北理工考研适用
【晶体】原子或离子、分子在三维空间呈周期性、规则排列的固体。
【非晶体】原子或离子分子呈长程无规则排列的固体。
★晶体的特性：
①各向异性：
沿晶体不同晶体学方向，体现出不同的物理、化学、力学等特性。
产生原因：
沿晶体不同晶体学方向原子或分子等排列规律不同。
②具有固定的熔点：
晶体熔化时必须吸收一定的熔化热才能转变为液态（凝固时放出同样大小的结晶热），当温度升高值熔点时，晶体开始熔解，温度停止上升。
此时所吸收的热量用于破坏晶体结构，直到晶体完全熔化，温度才继续升高。
③自限性：
晶体具有自发地生长为一个封闭几何多面体的倾向，即晶体与周围介质的界面经常是平面，晶体的多面体形态是其晶格构造在外形上的直接反映。
④对称性：
源于晶体内部微观结构的对称性，晶体的某些性质在一定方向及位置上具有对称性。
⑤均匀性（均一性）：
一个晶体的各部分性质相同。
因为晶体内部质点是周期性重复排列的，其任何一部分在结构上都是相同的，因而由结构决定的一切性质都是相同的。
【晶体结构】晶体中原子或离子、分子在空间规则排列的方式。
【阵点】将实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体，并将其中的每个质点抽象为规则排列于空间的几何点，称之阵点。
【空间点阵】阵点在空间呈周期性排列，并具有完全相同的周围环境，这种由它们在三位空间规则排列的阵列称为空间点阵，简称点阵.
★晶体结构与空间点阵之异同:
二者皆体现晶体中原子等排列的规律性。
空间点阵是晶体中质点的几何抽象，只有14种；晶体结构是晶体中原子等具体排列情况，理论上可具有无穷种。
【空间格子】为了描述空间点阵的图形，可用许多平行的直线将所有阵点连接气啦，于是构成一个三维几何格架，称为空间格子。
【晶胞】在点阵中取出一个具有代表性的基本单元（最小平行六面体）作为点阵的组成单元，称为晶胞。
★选取晶胞的原则：
1）选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性；
2）平行六面体内的棱和角相等的数目应最多；
3）当平行六面体的棱角存在直角时，直角的数目应最多；
4）在满足上条件，晶胞应具有最小的体积。
【晶向】晶体中由原子列构成的方向。
【晶向族】原子排列规律完全相同，仅空间位向关系不同的一组晶向（等价晶向），以表示。
【晶面】晶体中由原子构成的平面。
【晶面族】原子排列规律、面间距完全相同，仅空间位向关系不同的一组晶面（等价晶面），以｛hkl｝表示。
★立方晶系中：
①同一个晶面族{hkl}的各个晶面的面间距相同。
②不同晶面族{hkl}具有不同的晶面间距。
③低指数的晶面其晶面间距较大，高指数的晶面其晶面间距较小。
【晶带】所有相交或平行于某一直线[uvw]的晶面称为一个晶带。
此直线称为该晶带的【晶带轴】，与晶带轴平行的晶面称为该晶带的【晶带面】。
晶带定理：
★利用晶带定理：
①已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h1k2l2），求出其晶带轴[uvw]。
②已知两个晶向[u1v1w1]和[u2v2w2]，求出由其确定的晶面（hkl）。
③判断空间两个晶向或两个晶面是否相互垂直。
④判断某一晶向是否在某一晶面上（或平行于该晶面）。
⑤已知晶带轴，判断哪些晶面属于该晶带。
1、纯金属晶体的结构
★描述晶胞特征的基本参数：
①晶胞中所含原子个数
②点阵常数与原子半径（点阵常数随温度等变化）
③配位数：
晶体中任一原子周围最近邻且等距离的原子个数（描述原子排列紧密程度）。
④致密度：
晶胞中原子所占体积与晶胞体积之比（描述原子排列紧密程度）。
★晶体中常见的两种间隙：
晶体中间隙的大小、多少、分布对晶体中发生的物理过程、晶体性能有明显影响。
八面体间隙：
由6个原子组成的八面体中的间隙。
四面体间隙：
由四个原子组成的四面体中的间隙。
【多晶型性】许多晶体在不同的温度和压力下具有不同的晶体结构称为多晶型性。
【同素异构体】同种元素具有的不同晶体结构。
【同素异构转变】随着温度和压力改变，同素异构体之间的转变。
【原子半径】以等径刚球模型中两个相切球的中心距之半为原子半径。
★原子半径的影响因素：
①温度与压力对原子半径的影响：
一般情况下，温度升高，原子半径增大。
压力增加，原子半径减小。
②结合键对原子半径的影响：
结合键强度升高，原子半径减小。
③配位数对原子半径的影响：
配位数减少，原子半径减小（以尽量减小体积变化）。
原子核外层电子结构对原子半径的影响
④各元素原子半径随原子序数递增呈周期性变化。
2、离子晶体的结构
1、【离子半径】以相邻正、负离子的中心间距作为正、负离子半径之和。
对具有相同电子层的离子，离子半径与有效电荷（Z-σ）成反比。
2、【离子配位数】与某一离子邻接的异号离子数目。
SiO2晶体：
Si4+配位数:
4；O2-配位数:
2NaCl晶体：
Cl-、Na+配位数:
6
离子晶体的结构规则（鲍林规则）
★离子晶体的结构规则（鲍林规则）
①鲍林第一规则——负离子配位多面体规则：
离子晶体中，在正离子周围形成一个负离子多面体，正、负离子之间的距离取决于离子半径之和，正离子的配位数取决于正、负离子半径比。
可将离子晶体视为多面体堆积而成。
为降低能量，正、负离子趋于紧密堆积（趋于最大配位数）。
②鲍林第二规则——电价规则：
在稳定的离子晶体结构中，每个负离子电价等于或近似等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和，其偏差£1/4价。
③鲍林第三规则———多面体共顶、共棱、共面规则：
在一个配位结构中，多面体共用棱，特别是共用面的存在会降低结构的稳定性。
其中高电价，低配位的正离子的这种效应更为明显。
④鲍林第四规则——不同配位多面体连接规则：
若晶体结构中含有一种以上的正离子，则高电价、低配位的正离子多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势。
⑤鲍林第五规则──节约规则：
同一晶体中，组成不同的结构基元数目趋向于最少。
典型的离子晶体结构
★典型的离子晶体结构
①NaCl晶型：
n个Cl-呈面心立方堆积，形成n个八面体间隙，2n个四体间隙，n个Na+离子填入八面体间隙中。
Na+和Cl-配位数为6。
一个晶胞中，含有4个Cl-和4个Na+。
即含有4个NaCl。
②CsCl（氯化铯）晶型：
Cl-呈简单立方堆积（正六面体），Cs+位于立方体中心。
CsCl晶体结构也可以看作正、负离子各一套简单立方格子沿晶胞的体对角线位移1/2体对角线长度穿插而成。
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3、共价晶体结构
结构特点：
配位数服从8-N原则。
1.金刚石晶型：
为复杂面心立方结构。
可看作两个面心立方晶格沿体对角线相对位移1/4距离穿插而成。
Si、Ge、α-Sn、SiC等有此类结构。
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第四章晶体的缺陷
【晶体缺陷】实际晶体中原子或离子等排列偏离理想结构（偏离平衡位置、存在异类原子等）的区域。
★缺陷的分类：
①点缺陷：
三维空间尺寸都很小的缺陷。
如空位、间隙原子、异类原子等。
②线缺陷（位错）：
一维空间尺寸大，另两维空间尺寸小的缺陷。
③面缺陷：
两维空间尺寸大，另一维空间尺寸小的缺陷。
如晶界、相界、表面等。
点缺陷
★点缺陷的类型：
①空位：
原子等离开其晶格平衡位置留下的空置位置。
②间隙原子：
位于晶格间隙中的原子。
③置换原子：
位于晶格平衡位置的异类原子。
★离开平衡位置的原子或离子去向：
①迁移至晶体表面或内界面，在晶体内部留下肖脱基（Schottky）空位。
金属晶体中肖脱基空位：
单个空位。
离子晶体中肖脱基空位：
正离子+负离子空位对。
（局部电中性要求正或负离子空位与正或负离子间隙原子只能等量且同时存在）。
②挤入晶格间隙内，在晶体中形成数目相等的空位和间隙原子（或离子）,合称弗兰克尔（Frenkel）缺陷。
金属晶体中弗兰克尔（Frenkel）缺陷：
空位+间隙原子；离子晶体中弗兰克尔（Frenkel）缺陷：
正（负）离子空位+负（正）间隙离子。
③与已有空位复合，使空位消失或位移。
★点缺陷的产生：
热振动、高能粒子辐照、冷变形加工使原子或离子等挣脱四周原子或离子等的束缚，跳离其原平衡位置。
★点缺陷的平衡浓度：
根据热力学原理，恒温下系统的自由能：
△A=△U-T△S
点缺陷产生引起的晶体热力学变化：
①产生弹性畸变增加内能U，降低晶体热力学定性。
②增加熵S（组态熵和振动熵），提高晶体热力学稳定性。
两者作用结果使晶体中点缺陷存在一个平衡浓度Ce。
★某温度T下晶体中的点缺陷平衡浓度：
【过饱和点缺陷】外来作用如高温淬火、高能粒子辐照、离子注入、冷变形加工等可促使大量原子或离子挣脱四周原子或离子的束缚，跳离其原平衡位置，使晶体中的点缺陷浓度远远高于平衡浓度。
称为过饱和点缺陷。
★点缺陷的迁移运动：
①运动驱动力：
化学势梯度、热运动
②运动实现形式：
空位与周围原子不断换位；间隙原子跳入相邻间隙。
③运动阻力：
能垒（需要迁移能）。
★空位、间隙原子迁移过程中的消失形式：
①空位与间隙原子相遇对消；②空位、间隙原子运动至位错、晶界、表面处消失。
★点缺陷的作用
①产生弹性畸变区,形成畸变能（点缺陷形成能）。
②导致电性能变化（在离子晶体中引起电场分布改变和电导率增加，金属中电阻增加）。
③导致晶体膨胀，密度减小。
④过饱和点缺陷增加强度。
线缺陷（位错）
【韧型位错】
①半原子面位于位错滑移面上方时为正刃位错，标记为“丄”，位于位错滑移面下方时为负刃位错，标记为“丅”。
正、负刃位错无本质区别。
②刃型位错线可理解为晶体中未滑移区与滑移区的边界线，可为直线或曲线，且垂直于晶体滑移（矢量）方向。
③刃位错的滑移面是由位错线和晶体滑移方向（矢量）构成的平面，因而具有唯一的滑移面。
④刃位错是一个宽度为几个原子间距的线形缺陷，周围存在弹性应变和应力场，产生的晶格畸变具有面对称性。
正刃位错滑移面上部晶体中存在压应力，原子间距小于正常晶格间距，下部存在拉应力，原子间距大于正常晶格间距。
负刃位错相反。
【螺型位错】
①螺位错是包含几个原子间距宽度的线缺陷，依据螺位错线旋转的方向符合左手、右手螺旋，分为左螺型位错和右螺型位错。
②螺位错线与晶体的滑移方向平行，所以是一直线。
③螺位错的滑移面是由位错线和晶体滑移方向（矢量）构成的平面，因而理论上具有无数个滑移面。
④位错周围的应变和应力场围绕螺位错呈轴对称。
【混合位错】
★柏氏矢量的物理意义：
位错产生的晶格畸变致使位错周围一定范围内的所有原子偏离原平衡位置而产生微小的位移。
当沿柏氏回路绕行位错一周时将所经过的原子位移矢量叠加起来，最后得到的矢量和等于相应的柏氏矢量。
柏氏矢量的大小称为位错强度。
柏氏矢量的特性：
①守恒：
柏氏矢量的确定与柏氏回路的起点和大小无关，回路可以扩大、缩小、移动，只要不与位错线相遇，则由这个回路所确定的柏氏矢量不变。
该特性称为柏氏矢量的守恒性。
②若一条柏氏矢量为b的位错分解为柏氏矢量分别为b1、b2、•••、bn的n条位错，则分解所形成的各位错柏氏矢量之和等于原位错的柏氏矢量：
b=b1+b2+…+bn
③位错线不可能终止在晶体内部，位错线只能终止在晶体的界面处（晶界、表面），或是在晶体内部与其他位错连接，或形成封闭的位错环。
此性质称为位错的连续性。
位错的运动：
①滑移②攀移。
★位错的滑移运动
【位错滑移】位错线沿着其滑移面（位错线与其柏氏矢量构成的晶面）的运动。
刃型位错、螺型位错和混合位错均可进行滑移。
位错滑移结果：
使滑移面上下两部分晶体沿柏矢矢量方向相对位移一个柏矢矢量大小的距离，导致晶体发生永久形变。
不论位错线类型和形状如何，在相同外力作用下，柏氏矢量符号相反的位错运动方向相反。
刃位错的滑移运动
①滑移面是由位错线和晶体滑移方向（矢量）构成的平面，因而具有唯一的滑移面。
②滑移运动方向垂直于位错线而平行于其柏氏矢量，即与晶体相对滑移方向一致。
③滑移扫过整个晶体后将在晶体表面沿柏氏矢量方向产生一宽度等于柏氏矢量大小的台阶。
螺位错的滑移运动
①滑移面是由位错线和晶体滑移方向（矢量）构成的平面，因而理论上具有无数个滑移面。
②螺位错线滑移时的运动方向垂直于位错线,也垂直于柏氏矢量，即垂直于晶体的滑移方向。
③螺位错滑移扫过整个晶体后将在晶体表面沿柏氏矢量方向产生一个宽度等于柏氏矢量大小的台阶。
④由于螺位错滑移面不唯一，可以交滑移和双交滑移。
【交滑移】由于螺位错滑移面不唯一，故当螺位错在原滑移面上滑移受阻时，从原滑移面转移到与之相交的另一滑移面继续滑移。
【双交滑移】螺位错从原滑移面转移到与之相交的另一滑移面继续滑移后又转移到和原滑移面平行的滑移面上滑移。
混合位错的滑移运动
①混合位错带有刃型位错分量，其滑移面是位错线和柏氏矢量刃型分量所决定的唯一晶面。
②混合位错线的滑移方向垂直于位错线方向。
曲线混合位错线各处的运动方向总是垂直于该处的切线方向。
③混合位错滑移扫过整个晶体后将在晶体表面沿柏氏矢量方向产生一个宽度等于柏氏矢量大小的台阶
★位错的攀移运动
【攀移】位错在垂直于其滑移面方向上的运动。
刃位错可以进行攀移，螺位错不能进行攀移。
攀移的实质：
多余半原子面扩大或缩小。
使多余半原子面缩小的攀移称为正攀移，使多余半原子面扩大的攀移称为负攀移。
位错线进行攀移运动的方向和大小用位错攀移矢量表示，攀移矢量平行于位错滑移面法向，垂直于位错线和柏氏矢量，大小等于位错滑移面的面间距。
位错攀移可导致空位或间隙原子的增值或减少,晶体体积改变。
多余半原子面扩大或缩小通过原子或空位的移动（扩散）实现，因而刃型位错的攀移要比滑移困难的多。
低温下原子扩散十分缓慢，位错的攀移运动很难进行。
高温下，原子和空位扩散能力增强，位错较易进行攀移。
★位错的形成原因：
①晶体生长过程中形成杂质原子的存在使点阵常数不同，使晶体在凝固过程中形成位错。
晶体凝固时，各种原因导致相邻晶块间存在相位差，导致位错形成。
②大量过饱和空位聚集塌陷形成位错。
③晶体中各种应力导致微观塑性变形形成位错。
1、位错与点缺陷的交互作用
①溶质原子在位错附近形成低能态分布，即所谓“柯垂尔气团”，钉扎位错，产生“固溶强化”。
②空位与位错交互作用，使位错攀移。
2、位错与位错的交互作用
①两平行螺型位错的交互作用
②两平行刃位错的交互作用
【位错反应】在晶体中，位错具有高的能量，能量高的位错可以通过位错反应转化为能量较低的位错。
各种位错之间的分解和组合称为位错反应。
反应条件：
几何条件、能量条件。
位错反应的物理意义：
位错柏氏矢量是晶体的滑移矢量，位错的分解是将位错运动时晶体一步完成的位移分成若干步来进行；位错合并的是同一区域中若干位移叠加为一次完成。
实际晶体中位错的柏氏矢量：
实际晶体结构中位错的柏氏矢量限于取少数最短的点阵矢量,以次短点阵矢量为柏氏矢量的位错组态因能量较高，将通过位错反应转化为能量更低的位错组态。
1、实际晶体中位错的柏氏矢量
【点阵矢量】晶格中，连接任意两个阵点的矢量。
【全位错（单位位错）】柏矢矢量大小等于点阵矢量的位错。
晶体中最密排方向上原子排列周期最小，单位位错必然取晶体最密排方向上的最短点阵矢量为柏氏矢量。
【不全位错（分位错）】柏矢矢量大小不等于点阵矢量的位错。
★柏氏矢量的大小和方向满足条件：
结构条件:
柏氏矢量的大小和方向必须对应于晶体结构中两个原子平衡位置间的连接矢量。
能量条件:
实际稳定存在的位错应具有最低的能量。
★肖克莱分位错的特性：
①同全位错一样，肖克莱分位错是已滑移区与未滑移区的分界区域，在这个分界区内，晶格产生畸变，因此是具有一定宽度的线性晶体缺陷。
②肖克莱分位错是{111}晶面上的原子沿<112>方向作局部相对滑移的结果，因此其柏氏矢量为a<112>/6，并位于滑移面{111}上。
③肖克莱分位错可以是任意形状的曲线，可以是螺型、刃型或混合型位错。
④肖克莱分位错线和柏氏矢量都位于层错面，即晶体滑移面（111）上，因此只能滑移，不能攀移。
⑤肖克莱分位错滑移运动的结果是滑移面上堆垛层错区域不断扩大或缩小。
【扩展位错】面心立方晶体中的单位位错分解形成的两个肖克莱分位错相互排斥，之间形成具有一定宽度d的层错区。
两个分位错中间夹着一层层错构成的位错组态称为扩展位错。
1、扩展位错束集：
扩展位错在外界因素作用下宽度缩小，并重新合并成为全位错称为束集。
2、扩展位错交滑移：
扩展位错可以在外界因素作用下束集成全螺位错，而后再交滑移到另一滑移面上。
3、扩展位错宽度：
两个肖克莱不全位错之间的排斥力使二者尽可能远离。
但层错具有层错能，有尽量缩小层错区的趋势，类似表面张力。
层错能作用的结果使两个分位错尽可能接近。
因此扩展位错层错区存在一个平衡宽度，即当表面张力与分位错之间的排斥力达到平衡时的层错区宽度。
使层错能等于分位错之间的排斥力f,可以近似得到扩展位错的平衡宽度d。
★弗兰克位错的特性：
如在面心立方晶体中抽去或插入部分面积的{111}原子面，由此造成的堆垛层错区与正常堆垛区之间的分界线称为弗兰克分位错。
将抽去一层{111}晶面得到的分位错称负刃型弗兰克位错，而插入一层{111}晶面得到的分位错称正刃型弗兰克位错。
①弗兰克分位错线位于{111}密排面上，其柏氏矢量a<111>/3垂直于{111}密排面。
不管位错线形状如何，其柏氏矢量处处与位错线垂直，所以弗兰克分位错是纯刃型位错。
②弗兰克分位错的滑移面垂直于层错面，所以不能滑移。
③弗兰克分位错的多余半原子面与层错面在同一晶面上，故可以进行攀移运动。
但攀移必须通过原子扩散才能进行，弗兰克分位错的运动是较困难的，被称为不可动位错。
晶体中界面
固体的分界面可一般可分为表面和界面。
【表面】表面是指固体与真空、气相和液相的交界面。
【界面】包括：
①同相界面：
相邻的相同相之间的交界面。
如晶粒、孪晶界、层错等。
②相界面：
不同固相之间的交界面。
★根据晶界两侧晶体的位相差将晶界分为：
小角度晶界：
位相差θ＜10◦。
为两个亚晶粒间的界面。
大角度晶界：
位相差θ＞10◦。
一般为两个晶粒间的界面。
1、小角度晶界
①对称倾转晶界：
由一系列垂直排列的刃位错构成。
晶界上，刃位错间距为：
D=b/θ
②不对称倾转晶界：
由两组相互垂直的刃型位错构成。
③扭转晶界：
由两组相互垂直的螺型位错组成的位错网构成。
2、大角度晶界
【皂泡模型】晶界厚3～4原子间距；晶界上大面积范围内的原子匹配很差、排列较松散，原子键被切断或严重扭曲；具有高的晶界能（约为1/3表面能）。
【重合位置点阵模型】当晶界两边晶粒的点阵处于一定位向关系时，两个点阵在空间的延伸点阵可有一些阵点位置重合，这些阵点称为重合位置点阵。
当存在重合位置点阵时，晶界上也有部分原子属于重合位置点阵。
属于重合位置点阵的原子越多（以重合位置密度表示），晶界能越低。
★晶界的特性
（1）晶界能使晶界具有尽量减小其面积的自发趋向。
因此促使晶粒长大和晶界平直化。
（2）晶界处原子排列不规则，可阻碍位错通过。
高温下，晶界原子因高能状态而易于扩散，易使相邻晶粒沿晶界产生相对滑动。
（3）晶界能量高，易成为新相开始形成（形核）的地点。
（4）晶界处易出现成分偏析，富集杂质原子。
（5）晶界处原子能量高，处于不稳定状态，易被腐蚀。
1、孪晶界
【孪晶】沿某一公共晶面成镜面对称的两个相邻晶体。
孪晶之间的交界面称为孪晶界。
按孪晶界上两晶体原子对应情况可将孪晶界分为二种：
共格孪晶界、非共格孪晶界。
2、相界
【相界】具有不同结构的两相之间的交界面称为相界。
①共格相界：
“共格”意指相界面上的原子同时处于两相晶格的结点上（即一一匹配），为两相共有。
②半共格相界：
当相邻两相在相界面处的晶格结点间距相差较大时，相界面上只有部分区域的原子能一一匹配，另外一些区域则形成位错。
③非共格相界：
当相邻两相在相界面处的晶格结点间距相差很大时，相界面上基本不能实现两相原子的匹配。
相界面上原子排列混乱，类似于大角度晶界
相界面的能量：
共格相界：
能量很低，以弹性畸变能为主。
半共格相界：
能量较高，来自于畸变能和化学交互作用能。
非共格相界：
能量最高，以化学交互作用能为主，畸变能为辅。
★表面结构特点：
①存在大量不饱和键（悬空键）
②表层驰豫：
由于固相的三维周期性在固体表面处突然中断，表面原子的结合键少于晶体内部原子，表面上原子产生的相对于正常位置的上、下位移，称为表面弛豫。
③表层重构：
表面层晶体结构可明显不同于晶内。
④小面化：
晶体力图以密排面为表面。
如果晶体表面与密排面呈一定角度，则表面将呈台阶状。
【表面吸附】表面的不饱和键趋向吸附外来原子、分子以降低表面能。
吸附为自发过程，并发出吸附热。
【晶内吸附】异类原子在晶界附近平衡偏析，可降低晶格畸变能。
【润湿】液体在固体表面铺展的现象。
★晶界边数对晶粒稳定性的影响：
为满足120°晶界夹角的要求，周边数分别小于6和大于6的晶粒分别具有外凸和内凹的晶界形态。
六边形晶粒因晶界平直故保持稳定；周边数小于6的晶粒因晶界外凸，晶界平直化趋势使晶界朝着其曲率中心方向发生迁移，导致晶粒缩小趋于消失；周边数大于6的晶粒因晶界内凹，晶界平直化趋势促使晶界向其曲率中心一侧迁移，导致晶粒趋于长大。
第5章相的结构和相图
【组元】材料通常由多种物质组成。
组成材料的最基本独立物质（单质、化合物）称为组元。
【合金】由两种或两种以上金属与金属或非金属组成的具有金属特性的物质。
★合金中不同组元混合后可能的存在形式：
互相溶解形成固溶体、形成化合物、机械混合。
【相】具有同一聚集状态、同一化学和物理构成、并以界面与其他不同部分分开的均匀组成部分。
★决定相形成类别的主要因素：
①电负性：
电负性=0.18（原子电离能+电子亲和势）eV（以Li的电负性为1作为基准）
【原子电离能】使一个原子失去一个最外层电子所需的能量。
【电子亲和势】一个中性原子获得一个电子成为负离子时所释放的能量。
电负性用于表征元素得失电子的能力。
电负性越大，得到电子的能力越强。
两元素电负性相差越大，越易形成化合物。
②电子浓度：
电子浓度=合金中价电子总数/合金中原子总数
当异类原子价电子数之差较大时，利于形成化合物，反之，利于形成固溶体。
③原子尺寸因素：
异类原子的半径大小差别可影响所形成合金相的类型。
固溶体
【固溶体】多种合金组元相互溶解（在原子尺度上相互混合）形成的固体。
1、原子所处位置：
①【置换固溶体】溶质原子占据溶剂原子位置形成的固溶体。
②【间隙固溶体】溶质原子占据溶剂原子晶格间隙位置形成的固溶体。
★决定形成置换、间隙固溶体的因素：
原子尺寸因素（最主要）：
相对原子半径差△r=（rA-rB）/rA＜15%时，倾向形成置换固溶体。
相对原子半径差△r=（rA-rB）/rA＞41%时，倾向形成间隙固溶体。
2、按溶质原子的溶解度分类
①【无限固溶体】溶质、溶剂可以任意比例互溶的固溶体。
②【有限固溶体】溶质溶解度有限度的固溶体。
★影响固溶度主要因素：
①原子尺寸
对置换固溶体，组元原子半径差越小，溶解度越大。
当△r＜15%时，可形成无限固溶体；当△r=15～30%时，可形成有限固溶体；当△r＞30%时，难以形成置换固溶体。
对间隙固溶体，组元原子半径差越大，溶解度越大。
②晶体结构
对于置换固溶体，组元晶体结构类型相同，溶解度高。
晶体结构相同是形成无限固溶体的必要条件。
③电负性：
电负性差越大，越倾向形成化合物，其溶解度越小。
④电子浓度（原子价因素）电子浓度：
合金中价电子总数/原子总数
某些以一价金属为基的
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