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本文標題："金相顯微鏡觀察金屬材料低溫下排列的固態(tài)的特點"
新聞來源：未知 發(fā)布時間：2014-5-15 18:31:40 本站主頁地址：http://www.pzfczx.com
金相顯微鏡觀察金屬材料低溫下排列的固態(tài)的特點
材料結構具有下述特性:
(1)材料結構與環(huán)境之間是相互聯系、互相作用的，這些聯系和作用表
現在材料結構與環(huán)境之間總是存在物質、能量的交換，這就是開放的材料系
統。只有能量交換或忽略物質的交換時叫封閉的材料系統。而完全沒有任何
交換的叫孤立的材料系統，它只是理論上存在。
(2)環(huán)境中當溫度、壓力、介質條件發(fā)生一定程度變化時，材料結構也
會發(fā)生相應的變化。材料結構的可變性，表現在材料的結構隨著環(huán)境因素的
變化而變化。當溫度、壓力、介質等環(huán)境因素改變時，發(fā)生了物質、能量的
交換而使其結構也會發(fā)生相應的變化。例如當環(huán)境溫度改變時，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
規(guī)則排列的液態(tài)，在更高溫度下則以完全無規(guī)則排列的氣態(tài)存在，結構發(fā)生
了變化。又例如，當環(huán)境對金屬材料施加(壓)力時，機械能的轉換使材料發(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，使結構也發(fā)生了變化。
材料結構變化是由量變到質變的過程，開始往往從量變起步，當外因終
止變化時，有時結構可能會持續(xù)變化一段時間，但一般結構也就終止了變化
。如果外因變化超過一定限度時，結構就會發(fā)生質變，例如會使晶體結構類
型發(fā)生很大變化。在環(huán)境因素變化開始時，有時會出現孕育期，孕育期只是
結構變化前的準備或微小的量變過程，過程積累能量，一旦克服能壘就會發(fā)
生質變。結構變化的速度與環(huán)境因素變化的數量大小及變化速度有關系。
(3)材料結構總是有使本身保持穩(wěn)定狀態(tài)和平衡結構的趨向。材料結構
的穩(wěn)定趨向是指任何材料系統都有使結構保持能量最低狀態(tài)的趨向。能量狀
態(tài)越低，結構也就越穩(wěn)定。只有結構各要素間相對穩(wěn)定的聯系，才構成材料
的結構，否則結構就會分解和破壞，也無結構存在的可能了。材料結構可分
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，液體的鋼
水或鐵水是穩(wěn)定狀態(tài);更高溫度時，則氣態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài);較低溫度時，穩(wěn)定狀
態(tài)變成固態(tài)。再仔細研究，在固態(tài)的不同溫度下還存在不同組織結構的穩(wěn)定
狀態(tài)。穩(wěn)定可分靜態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定。對材料結構而言，變化是絕對的，也
就是說不穩(wěn)定是絕對的。
根據變化過程的方向和平衡程度，材料結構可分為平衡結構和非平衡結
構。平衡結構是指構成材料結構各部分之間的聯系、排列方式在某一條件下
是相對穩(wěn)定不變的。非平衡結構是指材料結構經常保持著對環(huán)境因素的敏感
性、可變性。材料結構進行自發(fā)變化過程的方向和限度可用熱力學參量嫡、
自由能和化學勢來判斷，這些概念這里不作深入討論。
(4)材料結構由各種結構要素排列組合成一定的結構層次。材料結構內
部是按層次排列的，可把復雜的結構分成多個層次或不同等級的結構來分析
研究。在材料結構層次的研究中，一般是在原子級水平上進行的。
現以金屬晶體材料的結構層次模型為例說明材料結構的層次排列。
排列順序是從最基層的原子~晶格(固溶體、化合物、單質)一晶粒一相~組織
~金屬的晶體材料。結構層次猶如一座金字塔，不同的結構要素分布在不同
的層次級別上，中間存在著各種實際存在的缺陷。金屬材料較多的是以相或
組織作為基本結構要素來討論。相的數量、組成、分布是影響材料性能的基
本因素。更為基礎的一個層次是晶格，晶格說明原子在空間規(guī)則排列的不同
方式。組元原子的相互結合形成了不同的固溶體、化合物或單質，它們具有
不同的晶格結構，對性能有很大的影響。缺陷是結構不可忽視的一個重要內
容，它對性能影響也相當大。
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