為了對(duì)合金系統(tǒng)有更深入地了解，建立合金相圖和尋找設(shè)計(jì)合金的方法，經(jīng)過(guò)幾十年的努力，建立了SSA框架，在此框架中：一個(gè)合金系統(tǒng)具有3個(gè)結(jié)構(gòu)層次：組織的相結(jié)構(gòu)層次(簡(jiǎn)稱為組織結(jié)構(gòu))，它的組成單元為相；合金相的原子結(jié)構(gòu)層次(簡(jiǎn)稱為相結(jié)構(gòu))，它的組成單元為原子；原子的電子結(jié)構(gòu)層次(簡(jiǎn)稱為原子結(jié)構(gòu))，它的組成單元為電子和原子核。合金相包含有3種類型：化學(xué)計(jì)量比的完全有序化合物，成分可變的部分有序合金和成分可變的無(wú)序合金。合金相結(jié)構(gòu)的多樣性歸因于結(jié)構(gòu)單元的排列和組合。因此，相結(jié)構(gòu)的描述與所采用的結(jié)構(gòu)單元序列有密切的關(guān)系。晶體學(xué)是采用對(duì)稱要素操作組元原子或平均組元原子占據(jù)的點(diǎn)陣圖像來(lái)描述合金相結(jié)構(gòu)的，也可稱之為合金相組元原子排列結(jié)構(gòu)，這一傳統(tǒng)方法已被人們采用了將近一個(gè)世紀(jì)。根據(jù)晶體學(xué)可知，純金屬Au和Cu都屬于FCC點(diǎn)陣，點(diǎn)陣中的每一個(gè)格點(diǎn)分別被組元原子Au和Cu占據(jù)。它們的晶胞都可以用空間群Pm3m描述?；瘜W(xué)計(jì)量比化合物的晶體結(jié)構(gòu)是基于兩類亞點(diǎn)陣來(lái)進(jìn)行描述。在該晶體點(diǎn)陣中，組元原子Au(1)占據(jù)第一類亞點(diǎn)陣，組元原子Cu(2)占據(jù)另一類亞點(diǎn)陣。

然而，晶體學(xué)中合金相結(jié)構(gòu)的描述方法存在著以下兩方面的不足之處。

①對(duì)于化學(xué)計(jì)量比的金屬間化合物而言，此種方法只能顯示出原子Au和Cu在空間點(diǎn)陣中排列的幾何對(duì)稱性，卻不能給出點(diǎn)陣中每一原子的近鄰組態(tài)以及各個(gè)原子的勢(shì)能、體積和電子結(jié)構(gòu)等一系列性質(zhì)信息。

②對(duì)于成分可變的部分有序合金和無(wú)序合金而言，此種方法不能定量地描述組元原子狀態(tài)的分裂程度，而只能采用占據(jù)在各個(gè)格點(diǎn)上Au和Cu元素的平均組元原子來(lái)描述合金相結(jié)構(gòu)。即晶體結(jié)構(gòu)不能顯示出合金相結(jié)構(gòu)的微觀不均勻性。在SSA框架中，Au–Cu系(屬于FCC基本點(diǎn)陣)的結(jié)構(gòu)單元為AuiA和CuiA特征原子序列，合金相結(jié)構(gòu)是采用對(duì)稱要素序列與特征原子序列相結(jié)合的方式來(lái)描述，稱之為合金相的特征原子排列結(jié)構(gòu)。

合金相結(jié)構(gòu)的描述取決于所采用的結(jié)構(gòu)單元序列。合金相晶體結(jié)構(gòu)是由空間群描述，它是采用操作組元原子的對(duì)稱要素作為結(jié)構(gòu)單元，因此可稱之為合金相組元原子的排列結(jié)構(gòu)。合金相的特征原子排列結(jié)構(gòu)采用的是對(duì)稱要素與特征原子相結(jié)合的結(jié)構(gòu)單元來(lái)對(duì)其進(jìn)行描述的。

合金相的晶體結(jié)構(gòu)只能顯示組元原子排列的對(duì)稱特征。而合金相的特征原子排列結(jié)構(gòu)除了能顯示特征原子排列的對(duì)稱性之外，還能提供關(guān)于格點(diǎn)上原子的能量、體積、電子結(jié)構(gòu)和近鄰組態(tài)等一系列信息。

有序和無(wú)序合金相的微觀不均勻性可以通過(guò)特征原子的濃度分布和短程有序參數(shù)來(lái)描述。(欣然)