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本文標(biāo)題："金相顯微鏡觀察金屬材料低溫下排列的固態(tài)的特點(diǎn)"
新聞來(lái)源：未知 發(fā)布時(shí)間：2014-5-15 18:31:40 本站主頁(yè)地址：http://www.y7853.cn
金相顯微鏡觀察金屬材料低溫下排列的固態(tài)的特點(diǎn)
材料結(jié)構(gòu)具有下述特性:
(1)材料結(jié)構(gòu)與環(huán)境之間是相互聯(lián)系、互相作用的，這些聯(lián)系和作用表
現(xiàn)在材料結(jié)構(gòu)與環(huán)境之間總是存在物質(zhì)、能量的交換，這就是開(kāi)放的材料系
統(tǒng)。只有能量交換或忽略物質(zhì)的交換時(shí)叫封閉的材料系統(tǒng)。而完全沒(méi)有任何
交換的叫孤立的材料系統(tǒng)，它只是理論上存在。
(2)環(huán)境中當(dāng)溫度、壓力、介質(zhì)條件發(fā)生一定程度變化時(shí)，材料結(jié)構(gòu)也
會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。材料結(jié)構(gòu)的可變性，表現(xiàn)在材料的結(jié)構(gòu)隨著環(huán)境因素的
變化而變化。當(dāng)溫度、壓力、介質(zhì)等環(huán)境因素改變時(shí)，發(fā)生了物質(zhì)、能量的
交換而使其結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。例如當(dāng)環(huán)境溫度改變時(shí)，與材料有著
熱能的交換，使金屬材料在低溫下以有規(guī)則排列的固態(tài)存在，在高溫下呈無(wú)
規(guī)則排列的液態(tài)，在更高溫度下則以完全無(wú)規(guī)則排列的氣態(tài)存在，結(jié)構(gòu)發(fā)生
了變化。又例如，當(dāng)環(huán)境對(duì)金屬材料施加(壓)力時(shí)，機(jī)械能的轉(zhuǎn)換使材料發(fā)
生了彈性變形、塑性變形、裂紋、甚至斷裂。受力不同發(fā)生變形的程度不一
樣，造成各種缺陷，使結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化。
材料結(jié)構(gòu)變化是由量變到質(zhì)變的過(guò)程，開(kāi)始往往從量變起步，當(dāng)外因終
止變化時(shí)，有時(shí)結(jié)構(gòu)可能會(huì)持續(xù)變化一段時(shí)間，但一般結(jié)構(gòu)也就終止了變化
。如果外因變化超過(guò)一定限度時(shí)，結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生質(zhì)變，例如會(huì)使晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)
型發(fā)生很大變化。在環(huán)境因素變化開(kāi)始時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)孕育期，孕育期只是
結(jié)構(gòu)變化前的準(zhǔn)備或微小的量變過(guò)程，過(guò)程積累能量，一旦克服能壘就會(huì)發(fā)
生質(zhì)變。結(jié)構(gòu)變化的速度與環(huán)境因素變化的數(shù)量大小及變化速度有關(guān)系。
(3)材料結(jié)構(gòu)總是有使本身保持穩(wěn)定狀態(tài)和平衡結(jié)構(gòu)的趨向。材料結(jié)構(gòu)
的穩(wěn)定趨向是指任何材料系統(tǒng)都有使結(jié)構(gòu)保持能量最低狀態(tài)的趨向。能量狀
態(tài)越低，結(jié)構(gòu)也就越穩(wěn)定。只有結(jié)構(gòu)各要素間相對(duì)穩(wěn)定的聯(lián)系，才構(gòu)成材料
的結(jié)構(gòu)，否則結(jié)構(gòu)就會(huì)分解和破壞，也無(wú)結(jié)構(gòu)存在的可能了。材料結(jié)構(gòu)可分
為穩(wěn)定狀態(tài)、亞穩(wěn)定狀態(tài)和不穩(wěn)定狀態(tài)。例如鋼鐵材料在高溫時(shí)，液體的鋼
水或鐵水是穩(wěn)定狀態(tài);更高溫度時(shí)，則氣態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài);較低溫度時(shí)，穩(wěn)定狀
態(tài)變成固態(tài)。再仔細(xì)研究，在固態(tài)的不同溫度下還存在不同組織結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定
狀態(tài)。穩(wěn)定可分靜態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。對(duì)材料結(jié)構(gòu)而言，變化是絕對(duì)的，也
就是說(shuō)不穩(wěn)定是絕對(duì)的。
根據(jù)變化過(guò)程的方向和平衡程度，材料結(jié)構(gòu)可分為平衡結(jié)構(gòu)和非平衡結(jié)
構(gòu)。平衡結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成材料結(jié)構(gòu)各部分之間的聯(lián)系、排列方式在某一條件下
是相對(duì)穩(wěn)定不變的。非平衡結(jié)構(gòu)是指材料結(jié)構(gòu)經(jīng)常保持著對(duì)環(huán)境因素的敏感
性、可變性。材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行自發(fā)變化過(guò)程的方向和限度可用熱力學(xué)參量嫡、
自由能和化學(xué)勢(shì)來(lái)判斷，這些概念這里不作深入討論。
(4)材料結(jié)構(gòu)由各種結(jié)構(gòu)要素排列組合成一定的結(jié)構(gòu)層次。材料結(jié)構(gòu)內(nèi)
部是按層次排列的，可把復(fù)雜的結(jié)構(gòu)分成多個(gè)層次或不同等級(jí)的結(jié)構(gòu)來(lái)分析
研究。在材料結(jié)構(gòu)層次的研究中，一般是在原子級(jí)水平上進(jìn)行的。
現(xiàn)以金屬晶體材料的結(jié)構(gòu)層次模型為例說(shuō)明材料結(jié)構(gòu)的層次排列。
排列順序是從最基層的原子~晶格(固溶體、化合物、單質(zhì))一晶粒一相~組織
~金屬的晶體材料。結(jié)構(gòu)層次猶如一座金字塔，不同的結(jié)構(gòu)要素分布在不同
的層次級(jí)別上，中間存在著各種實(shí)際存在的缺陷。金屬材料較多的是以相或
組織作為基本結(jié)構(gòu)要素來(lái)討論。相的數(shù)量、組成、分布是影響材料性能的基
本因素。更為基礎(chǔ)的一個(gè)層次是晶格，晶格說(shuō)明原子在空間規(guī)則排列的不同
方式。組元原子的相互結(jié)合形成了不同的固溶體、化合物或單質(zhì)，它們具有
不同的晶格結(jié)構(gòu)，對(duì)性能有很大的影響。缺陷是結(jié)構(gòu)不可忽視的一個(gè)重要內(nèi)
容，它對(duì)性能影響也相當(dāng)大。
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