相結(jié)構(gòu)

無論是金屬材料，還是陶瓷和高分子材料，都是由不同結(jié)構(gòu)的各種相組成。所謂“相”是指任一給定的物資系統(tǒng)中，具有同一化學(xué)成分、同一原子聚集狀態(tài)和性質(zhì)的均勻連續(xù)組成部分，不同相之間有界面分開。固態(tài)物質(zhì)可以是單相，也可以是多相。例如固體純金屬、聚乙烯等是單相物質(zhì)；當(dāng)金屬和其它一種或多種元素通過化學(xué)鍵合而形成合金材料時(shí)，一定成分的合金可以由若干不同的相組成，例如鋼是由α-Fe、Fe3C兩相組成，普通陶瓷則是由晶體相、玻璃相和氣相組成。

雖然固體中有各種不同的相，但從結(jié)構(gòu)上可以將其分為固溶體、化合物、陶瓷晶體相、玻璃相及分子相等5大類。2100433B

鄭建宣，物理學(xué)家、教育家，中國(guó)合金相圖和相結(jié)構(gòu)研究的奠基人之一。中國(guó)合金相圖研究工作的奠基人之一。測(cè)定了大量稀土元素的二元、三元相圖，發(fā)現(xiàn)了大量稀土元素中間相，對(duì)綜合利用和開發(fā)中國(guó)稀土資源做出了貢獻(xiàn)。畢生致力于高等教育事業(yè)，曾任廣西大學(xué)副校長(zhǎng)多年，培養(yǎng)了大批各民族的科技人才。

鄭建宣于1938年所發(fā)表的論文《合金Co2Al5的晶體結(jié)構(gòu)》，是世界上首次對(duì)Co2Al5的晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行的測(cè)定。盡管Co2Al5的X射線粉末衍射照相圖樣比較復(fù)雜，他運(yùn)用X射線晶體學(xué)的理論，首先成功地標(biāo)定了復(fù)雜的衍射線指數(shù)，確定Co2Al5所屬的晶系；接著根據(jù)衍射線指數(shù)的消光規(guī)律，推斷出Co2Al5結(jié)構(gòu)所屬的空間群；最后由比較所有衍射強(qiáng)度的觀察值和計(jì)算值，確定出晶胞中各個(gè)原子的具體位置。為了提高精確度，在拍攝X射線照片時(shí)，他在實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)上進(jìn)行了改進(jìn)。測(cè)量的結(jié)果為：Co2Al5屬六方晶系，α=7．656A，c=7．593A，空間群為D46h—C6/mmc，每個(gè)晶胞有28個(gè)原子，其中8個(gè)是鉆原子，20個(gè)是鋁原子。還發(fā)現(xiàn)Co2Al5結(jié)構(gòu)是一種新的結(jié)構(gòu)類型。在30年代要分析出這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，難度很大。此一結(jié)果發(fā)表后很受學(xué)術(shù)界的重視。至今一直被國(guó)際晶體學(xué)界所公認(rèn)和采用。它先后被收集在M．漢森（Hansen）編的《二元合金的結(jié)構(gòu)》和美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局編的《晶體數(shù)據(jù)》中，A．泰勒（Taylor）在所著《X射線金相學(xué)》（1961年版）一書中也引用了這一結(jié)果。1977年，美國(guó)粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合委員會(huì)出版的《粉末衍射文獻(xiàn)》一書中還收編了這一成果，而且它是該書中關(guān)于Co2Al5晶體結(jié)構(gòu)唯一的數(shù)據(jù)。鄭建宣回國(guó)之初，沒有條件開展合金相圖的研究工作，直到東北人民大學(xué)物理系的X射線實(shí)驗(yàn)室建成，有了必要的設(shè)備后，他在從事教學(xué)工作的同時(shí)，開始了合金相圖的研究。當(dāng)時(shí)他主要使用X射線衍射方法，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。1954年，鄭建宣為畢業(yè)班開設(shè)X射線金屬學(xué)，這是中國(guó)首次開設(shè)此課程，武漢大學(xué)、東北工學(xué)院、中南礦冶學(xué)院等院校派進(jìn)修教師前往聽課。在1956年指導(dǎo)學(xué)生作畢業(yè)論文過程中，他提出將粉末樣品封入抽成真空的玻璃管內(nèi)，在600℃以下保溫后淬火的方法，由學(xué)生試驗(yàn)成功，此方法至今還在使用。此法操作簡(jiǎn)便可靠，適用于許多種合金粉末的淬火處理。

陶瓷的晶相通常不止一個(gè)，組成陶瓷晶相的晶體一般有氧化物（如氧化鋁、氧化鈦）、含氧酸鹽（如硅酸鹽、鈦酸鹽等）和非氧化合物等。

晶體相氧化物結(jié)構(gòu)

氧化物是大多數(shù)陶瓷尤其是特種陶瓷的主要組成和晶體相，主要由離子鍵結(jié)合，有時(shí)也有共價(jià)鍵。氧化物結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是較大的氧離子緊密排列成晶體結(jié)構(gòu)，構(gòu)成骨架，較小的金屬正離子規(guī)則地分布在它們的間隙中，依靠強(qiáng)大的離子鍵，形成穩(wěn)定的離子晶體。

晶體相含氧酸鹽結(jié)構(gòu)

含氧酸鹽的典型代表是硅酸鹽。硅酸鹽是普通陶瓷的主要原料，同時(shí)也是陶瓷組織中重要的晶體相，如莫來石和長(zhǎng)石等。硅酸鹽的結(jié)合鍵主要為離子鍵與共價(jià)鍵的混合鍵。

晶體相非氧化合物結(jié)構(gòu)

非氧化合物是指不含氧的金屬碳化物、氮化物及硼化物等。它們是特種陶瓷特別是金屬陶瓷的主要組成和晶體相，主要由強(qiáng)大的共價(jià)鍵結(jié)合，但也有一定成分的金屬鍵和離子鍵。