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材料科學特別是冶金學,都牽涉到要了解實用材料的結
構及其與性能之間的關系。根據這種了解,再加上實驗研制
這一重要因素,使實用性能獲得了重大改進.這些改進主要
是通過材料的顯微結構變化引起的.通常所用顯微結構這一
術語,包括尺寸范圍從原子間鍵合范圍(0.3nm)直到若干
毫米或米的試樣外部形狀的結構特征.這些結構特征包括成
分、晶體結構、晶粒尺寸及其它相的分布等。它們都是用合
金化、加工和熱處理的常規方法控制的。
對一種特殊性能或用途獲得了某種最佳顯微結構的材料
科學家,他的任務尚未完成,因為還要考慮顯微結構穩定性
這一重要領域.這是因為在材料科學中幾乎沒有一種實用結
構是熱力學穩定的:幾乎總會出現使總消增加或使材料的自
由能降低的變化.如果原始結構為最佳結構,則這些變化將
使性能惡化.這種固有不穩定性的概念,尤其是金屬材料的
固有不穩定性的概念,在探討腐蝕時已被廣泛采用.一般認
為腐蝕過程就是由礦石提煉成的金屬,不斷自發地要回到化
學上比較穩定的形式,而這種穩定形式通常不是金屬或合金.
保持金屬這一特征和保持不穩定的顯微結構則是一回事—
這就是緩慢進行的退化過程.這種退化過程的速度必須足夠
低,才能使材料的壽命具有使用價值.
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