金屬的(de)組織結構特點

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5.1.1  液态金屬的(de)結構

    對于液态金屬結構的(de)研究是通(tōng)過三種方法進行的(de)，一是通(tōng)過固液态、固氣态轉變前後金屬物(wù)理(lǐ)性質的(de)變化(huà)，判斷液态金屬的(de)原子結合狀況。二是通(tōng)過X射線或中子線結構分(fēn)析，研究液态金屬中原子的(de)排列。三是在假想模型的(de)基礎上進行實驗模拟研究。大(dà)量研究表明(míng)，在熔點以上不高(gāo)的(de)溫度範圍裏，液态金屬在結構上具有以下(xià)特點：

    (1) 在液态金屬中，原子以原子團的(de)方式存在，在原子團内部原子的(de)排列有一定的(de)規律性，與固态相比，原子團内部原子的(de)間距增加不大(dà)。這個性質我們把它概括爲“近程有序性”。

    (2) 液态金屬中原子熱運動的(de)能量較大(dà)，存在著(zhe)較大(dà)的(de)能量起伏和(hé)溫度起伏。

    (3) 由于液态金屬中原子具有較大(dà)的(de)熱運動能量和(hé)能量起伏，原子集團内部具有較大(dà)能量的(de)原子就可(kě)能克服鄰近原子的(de)束縛，成簇地脫離原來的(de)原子集團而加入到鄰近的(de)集團中，或組成新的(de)集團。同時，原子集團之間的(de)距離較大(dà)，比較松散，猶如存在“空穴”，這些空穴同樣在不停地變化(huà)。因此，在液态金屬中，所有的(de)原子集團和(hé)空穴都處于瞬息萬變狀态，時而長大(dà)，時而變小，時而産生，時而消失，此起彼伏，猶如在不停地遊動。液态金屬的(de)這種結構特點可(kě)以歸納爲“結構起伏”。

    (4) 當金屬中含有第二種原子時，不同原子集團中含有的(de)第二種原子的(de)濃度不盡相同，伴随著(zhe)原子集團的(de)“遊動”，液态金屬内出現濃度起伏。

    (5) 對于實際金屬，由于雜質元素和(hé)未熔相質點的(de)存在，液态金屬除具有上述的(de)近程有序、能量起伏、結構起伏、濃度起伏外，還具有相質點的(de)起伏。

    液态金屬的(de)這種結構特性對金屬的(de)結晶起重要作用(yòng)。

    5.1.2  固态金屬結構的(de)不完整性

    固态金屬是由許多(duō)晶粒組成的(de)，在晶粒内部原子按一定的(de)規律排列，即所謂長程有序性。對于理(lǐ)想的(de)完整晶體，在有關的(de)金屬學教材中已有詳盡的(de)介紹，這裏著(zhe)重回顧金屬晶體的(de)不完整性。

    在金屬晶體中，原子并非靜止不動的(de)，而是以其平衡位置爲中心不停地進行熱振動。雖然在一定的(de)溫度下(xià)原子熱振動的(de)平均能量是相等的(de)，但是每個原子的(de)能量卻不相等，而且經常變化(huà)，此起彼伏。在任何瞬間，總有一些原子的(de)能量大(dà)到足以克服周圍原子對它的(de)束縛作用(yòng)，從而脫離其原來的(de)平衡位置而遷移到别處，結果在原來的(de)位置上出現了(le)空位。如果離開平衡位置的(de)原子遷移到晶體點陣的(de)間隙中，還會同時形成間隙原子。