金属间化合物功能材料
金属间化合物
3 间隙化合物 （1）形成：尺寸因素起主要作用。 （2）结构 简单间隙化合物（间隙相）：金属原子呈现新结构，非金属 原子位于其间隙，结构简单。如面心立方VC——RX/RM<0.59. 复杂间隙化合物：主要是铁、钴、铬、锰的化合物，结构复 杂。如Fe3C——RX/RM>0.59 （ 3 ）组成：可用化学式表示，可形成固溶体，复杂间隙化 合物的金属元素可被置换。 （4）键型：共价键和金属键。
6 非化学计量比化合物
2h
金属间化合物材料举例
1).具有强磁性的金属间化合物 如稀土元素（Ce，La，Sm，Pr，Y等）和Co的化合物； 2).具有奇特吸释氢本领的金属间化合物（贮氢材料） 如 LaNi5，FeTi，RE2Mg17和RE2Ni2Mg15； 3).具有超导性质的金属间化合物 如Nb3Ge，Nb3Al，Nb3Sn，V3Si，NbN等； 4).具有特殊电学性质的金属间化合物 如InTe-PbSe，GaAs-ZnSe等在半导体材料用； 5).具有耐热特性的金属间化合物 如Ni3Al，TiAl，Fe3Al，MoSi2，NbBe12，ZrBe12； 6).耐蚀的金属间化合物 如某些金属的MC，MB、MN和MO； 7).具有形状记忆效应、超弹性和消震性的金属间化合物 如 TiNi，CuZn，CuSi，MnCu，Cu3Al； 8).具有特殊构造和功能的金属间化合物 如 准晶AlRETM，MgRETM；近似结晶TiTMAM等 9）此外……
中间相是由金属与金属， 或金属与类金属元素之间形 成的化合物，也称为金属间 化合物。 包括：正常价化合物、电子 化合物（电子相）、间隙化 合物 。
金属间化合物材料
⊙ 100多年来，研究开发以纯金属基体的各种材料。 ⊙ 近20年来，研究开发金属间化合物材料--重要研究方向。
⊙ 目前，已经知道的金属间化合物超过3万种， 但得到开发应用的还不到1%。
金属间化合物
4 拓扑密堆相
（ 1 ）形成：由大小金属原子的适当配合而形成的高密排结构。其 空间利用率和配位数都很高，结构复杂。 （2）组成：如AB2。 5 金属化合物的特性 （1）力学性能：高硬度、高强度、低塑性。 （ 2 ）物化性能：具有电学、磁学、声学性质等，可用于半导体材 料、形状记忆材料、储氢材料等。
应用化学前沿课程
概述/金属间化合物功能材料
王立民个人简历
学习经历 1996.12-2000.3 日本东北大学金属材料研究所 工学研究科 (博士学位)
1989.09-1992.7 中国科学院长春应用化学研究所 无机化学 (硕士学位) 1983.09-1987.7 齐齐哈尔师范学院 化学系 研究经历 2004.04-至今 中国科学院长春应用化学研究所 （研究员） 2000.6-2004.3 日本科学技术振兴事业团 （科学技术研究员） 1992.7-1996.11 中国科学院长春应用化学研究所 （助理研究员） （学士学位）
等特种功能材料，开发超级结构材料、新一代光电 信息材料等新材料。
材料结构关系
材料的结构包括不同晶体结构和非晶体，以及显微镜下的微观 结构，哪些主要因素能够影响和改变结构？只有了解了这些才 能实现控制结构的目的。 材料的性能包括物理性能、化学性能、力学性能。 其内部结构包括四个层次：①原子结构；②结合键；③原子的 排列方式；④显微组织
材料科学领域50年间十大进展评出
科学网 发布时间：2007-12-19 17:47:8
（Materials Today）杂志评选出材料科学领域在过去50年间的十大进展。 1. The International Technology Roadmap for Semiconductors 《国际半导体技术蓝图》 2. Scanning probe microscopes 扫描式探针显微镜 3. Giant magnetoresistive effect 巨磁电阻效应 4. Semiconductor lasers and light-emitting diodes 半导体激光器和发光二极管 5. National Nanotechnology Initiative 美国国家纳米技术计划 6. Carbon fiber reinforced plastics 碳纤维强化塑料 7. Materials for Li ion batteries 锂离子电池材料 8. Carbon nanotubes 碳球、纳米管+石墨烯 9. Soft lithography 软刻蚀 10. Metamaterials 超材料
石 器 材 料
材料分类
可将材料分为金属、 陶瓷、高分子和由 金属、陶瓷和高分 子分别组合成的各 种复合材料材料。
金属材料：黑色金属材料（钢铁）、有色黑色金属材料 （除钢铁以外的） 陶瓷材料：氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷 高分子材料：塑料、橡胶合成纤维 复合材料：金属基复合材料、陶瓷基复合材料、树脂基 复合材料 功能材料：电子材料、光电子材料、超导材料
⊙ 许多新型结构材料和功能材料正等待去发现。
金属间化合物材料
中间相是由金属与金属，或金属与类金属元 素之间形成的化合物，也称为金属间化合物。 包括：正常价化合物、电子化合物（电子 相）、间隙化合物 。
Z
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X
Y
X
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金属间化合物组成
金属间化合物构造
金属间化合物
1 正常价化合物 （1）形成：电负性差起主要作用，符合原子价规则。 （2）键型：随电负性差的减小，分别形成离子键、共价 键、金属键。 （3）组成：AB或AB2。如MnS, Mg2Si. 2 电子化合物（电子相） （1）形成：电子浓度起主要作用，不符合原子价规则。 （2）键型：金属键（金属－金属）。 （3）组成：电子浓度对应晶体结构，可用化学式表示， 可形成以化合物为基的固溶体。
金属材料
国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006━2020年)
3.新材料技术 新材料技术将向材料的结构功能复合化、功能材 料智能化、材料与器件集成化、制备和使用过程绿 色化发展。突破现代材料设计、评价、表征与先进 制备加工技术，在纳米科学研究的基础上发展纳米
材料与器件，开发超导材料、智能材料、能源材料
其它
2004年 科学院“百人计划” 科学院研究生院 兼职教授
轻金属&电池材料研究组
2004年4月组建 研究员 助理研究员 工程师 实验师 博士后 博士生 硕士生 合计 2 4 1 1 3 5 8
24
已毕业博士生8人：2人获得科学院优秀毕业生 4人国外留学、4人国内就业
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（Intel ISEF2010）
2010年5月17日，全球规模最大、 最具影响力的中学生科学竞赛 “2010英特尔国际科学与工程 大奖赛”各项大奖结果揭晓。 美国队表现优异，囊括所有2项 大奖和19个分类最佳奖中的15 个，其余4个被韩国、英国和巴 西学生分享。大奖赛第一名获 得者是年仅15岁的美籍华裔乔 紫薇 22名中国学生获得单项、团体 共计23个奖项。其中有5个二等 奖，其他为三、四等奖和学会 奖。
元素周期表
什么是材料
材料
材料
材料的发展、作用
材料是人类社会赖以生存和发展、征服自然和改造自然的物质基 础。 材料是社会进步的物质基础和先导，是人类社会进步的里程碑。
材料科学技术的每一次重大突破都会引起生产技术的革命，把人 类物质文明推向前进。
复 合 材 料
铁 器 材 料
铜 器 材 料
固溶体材料
4 固溶体的性质 (1）点阵常数改变 （2）产生固溶强化 现象：固溶体的强度和 硬度高于纯组元， 塑性则较低。 概念：固溶强化－由于溶质 原子的溶入而引起的 强化效应。 间隙固溶体的强化效 果高于置换固溶体。 如产生柯氏气团或 有序强化。 （3）物理、化学性能改变
Байду номын сангаас
How is a intermetallic compound?
节能和新能 2015年，新能源汽车累计产销量将超过50万辆，需要能量型动力电池模块150亿瓦 源汽车 时/年、功率型30亿瓦时/年、电池隔膜1亿平方米/年、六氟磷酸锂电解质盐1000吨/ 年、正极材料1万吨/年、碳基负极材料4000吨/年；乘用车需求超过1200万辆，需要 铝合金板材约17万吨/年、镁合金10万吨/年。 高端装备制 "十二五"期间，航空航天、轨道交通、海洋工程等高端装备制造业，预计需要各类 造 轴承钢180万吨/年、油船耐腐蚀合金钢100万吨/年、轨道交通大规格铝合金型材4万 吨/年、高精度可转位硬质合金切削工具材料5000吨。到2020年，大型客机等航空航 天产业发展需要高性能铝材10万吨/年，碳纤维及其复合材料应用比重将大幅增加。 新一代信息 预计到2015年，需要8英寸硅单晶抛光片约800万片/年、12英寸硅单晶抛光片480万 技术 片/年，平板显示玻璃基板约1亿平方米/年，TFT混合液晶材料400吨/年。 节能环保 "十二五"期间，荧光灯年产量将超过30亿只，荧光粉约1万吨/年；新型墙体材料需 求将超过230亿平方米/年，保温材料产值将达1200亿元/年;火电烟气脱硝催化剂及 载体需求将达到40亿元/年，耐高温、耐腐蚀袋式除尘滤材和水处理膜材料等市场需 求将大幅增长。
未来材料
未来材料是指那些新近发展或正在发展的具有优异性能或 特殊性能的、代表现代新技术动向并能满足未来需要的材料。 供光通信用的光导纤维材料、 先进金属材料、 新型陶瓷材料； 用于计算机技术的半导体超纯材料和信息记录材料； 供无线电技术用的人工晶体材料； 供激光技术用的激光发生、光调制、光波导、光存储材料； 在新能源中用的超导材料； 供生物工程用的人工器官材料； 在遥感技术上用的传感功能材料。
固溶体材料
按溶质原子位置不同，可分为置换固溶体和间隙固溶体。
固溶体材料
按固溶度不同， 可分为有限固溶体 和无限固溶体。 按溶质原子分布 不同，可分为无序 固溶体和有序固溶 体。
