中间相和间隙相的区别及特点——以VC为例

两组元元素A和B组成合金时，除了可以形成以A为基或以B为基的固溶体外，当超过固溶体的溶解度时，还可以形成晶体结构不同于该两组元的新相。新相可有很多类型，它在二元相图上所处的位置总是在两个固溶体区域的中间部位，所以通常把这些合金相称为中间相。

中间相的类型很多，分类也不一致，主要包括服从原子价规律的正常价化合物（如Mg₂S、ZnS），取决于电子浓度的电子化合物，及小尺寸原子与过渡金属之间形成的间隙相和间隙化合物等。这是一类不包括固溶体和金属化合物的相，成分往往可以在一定范围内波动，不能以单一的化学式来表示，多数是金属之间或金属与类金属之间的化合物，其结合以金属键为主，仍保持金属特性的合金相。

1.电子化合物

电子化合物是由两种金属组成的：一种为一价的金属（Cu、Ag、Au、Li、Na）或过渡金属（Mn、Fe、Co、Ni、La）；而另一种为普通的二至五价的金属（Be、Mg、Zn、Cd、Hg、Al、Si、Sn、Sb、As）。这种化合物的特点是价电子数与原子数之间具有一定的比例[3∶2；21∶13；7∶4等]，每一比例与一定的晶体结构相对应。

电子浓度比为21∶14（或3∶2），如：CuZn（3∶2）、Cu₃Al（6∶4）、Cu₅Sn（9∶6），晶体结构都是体心立方，称为β相；

电子浓度比为21∶13，如Cu₅Zn₈，具有复杂立方结构，称为γ相如γ黄铜；

电子浓度比为21∶12（或7∶4），如CuZn₃、AgAl₃，具有密排六方结构，称为ε相。

可见决定合金结构的是电子浓度，故称为电子化合物。另外组元的半径及化学性质等因素，也会影响化合物的结构。(https://www.xing528.com)

同时应当指出，电子化合物虽然可用化学式表示，但实际上，它的成分在一定范围内变化着。因此电子浓度实际也是一个范围。

2.间隙相与间隙化合物

过渡金属元素能与氢、碳、氧、氮等原子半径小于0.1nm的元素形成的金属化合物。当金属（M）与非金属（X）的原子半径比值r_x/r_M<0.59时，化合物具有比较简单的结构，称为间隙相。而当r_x/r_M>0.59时，其结构很复杂，通常称为间隙化合物。它们都具有金属的性质，有很高的熔点和极高的硬度，称为硬质合金。

间隙相具有比较简单的结构。金属原子位于面心立方、体心立方或密排六方的正常结构上，而原子半径很小的原子则位于该结构的间隙位置，从而构成一种新的晶体结构。

例如，间隙相VC（见图1-25）：钒原子位于面心立方正常结点上。而碳原子则有规则地分布在面心立方的八面体间隙位置上，构成NaCl型结构，八面体间隙数与金属原子数相等，钒与碳原子数大致相等。

图1-25 间隙相VC的晶体结构