结构推理
试分析H,N,C,B在和中形成固溶体的类型,存在位置和固溶度(库尔分数)。各元素的原子半径如下:
元素HNCB-Fe-Fe
r/nm0.0460.0710.0770.0910.1240.126
【正确答案】解 -Fe为体心立方点阵,致密度虽然较小,但是它的间隙数目多是分散,因而间隙半径很小:=0.291,R=0.0361nm;=0.154,R=0.0191nm。
H,N,C,B等元素镕入-Fe中形成间隙因溶体,由于尺寸因亲相差很大,所以固溶度(摩尔分数)都很小。例如N在-Fe中的固溶度(摩尔分数)在590℃时达到最大值,约为,在室温时降至;C在-Fe中的固溶度(摩尔分数)在727℃时达最大值,仅为,在室温时降至。所以、可以认为碳原子在室温几乎不溶于-Fe中,微量碳原子仅偏聚在位错等晶体缺陷附近。假若碳原子溶入-Fe中时,它的位置多在-Fe的八面体间隙中心,因为-Fe中的八面体间隙是不对称的,形为扁八面体,[001]方向上间隙半径r=0.154R,而在[110]方向上,r=0.633R,当碳原子溶入时只引起一个方向上的点阵畸变。硼原子较大,溶入间隙更为困难,有时部分硼原子以置换方式溶入。氢在-Fe中的固溶度(摩尔分数)也很小,置随温度下降时迅速降低。
以上元素在-Fe中的固溶度(摩尔分数)较大一些。这是因为-Fe具有而心立方点阵,原子堆积致密,间隙数目少,故间隙半径较大:=0.414,R=0.0522nm;=0.225,R=0.0284nm。故上述原子溶入时均处在八面体间隙的中心。如碳在-Fe中最大固溶度(摩尔分数)为;氮在-Fe中的最大固溶度(摩尔分数)约为? 。
【答案解析】