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非晶合金穩相的高壓暴露

關鍵詞 非晶合金 , 高壓暴露|2011-07-12 14:31:09|基礎知識|來源 中國磨料磨具網
摘要 亞穩相的形成,需要把氣態,液態,高溫相和高壓相等能態的結構“凍結”。在此意義上,亞穩相的形成依賴于凍結技術的發展。金屬,合金的動力學過程比較快,但是高速淬火過程難以控制,另外凍結的...

  亞穩相的形成,需要把氣態,液態,高溫相和高壓相等能態的結構“凍結”。在此意義上,亞穩相的形成依賴于凍結技術的發展。金屬,合金的動力學過程比較快,但是高速淬火過程難以控制,另外凍結的速度越快,獲得的亞穩相的種類并不一定越多,因此要暴露特定的亞穩相,還人、要有適合它的速度區間。高溫相的能態,應介于平衡相與液相之間,高壓相也常如此。因此通過液相過冷不僅會形成高溫相,還能獲得高壓相,高壓技術能夠對這些亞穩相起到暴露作用。
  固體受壓可以使原子間距變小,導致原子排列發生改變,產生結構相變,其相變總是傾向于體積減小的方向進行,這將使體系的吉布斯自由能減少,從而形成亞穩相,更重要的是可以獲得在常規條件下得不到的的新結構,新物質。非晶態能量與液態相近,非晶晶化時,經亞穩態達到穩定平衡態,是一個比較快的過程。
  壓力作為熱力學參量,同溫度比較起來,在壓力不太高時,對相變的影響很弱,因此常被忽略,但當壓力足夠高時,對非晶態的穩定性有很大影響。金屬玻璃的原子做無規密堆排列,其密度一般低于晶態合金,壓力使形核功降低,有利于形核,有助于高密度相的形成,可以促進晶化過程。然而金屬玻璃的晶化還受原子擴散支配,由于形核率與原子擴散系數成正比,擴散將受到壓力的制約,故壓力又有抑制形核的作用;晶體長大要受原子的長程擴散支配,擴散需要一定的激活體積,而外加壓力使體積收縮,所以又能抑制晶化的進行。
  壓力使體積收縮,使亞穩相轉變的速度放慢,對暴露亞穩相是有效的。由于一般亞穩相具有單胞小,對稱性高及原子填充率大的特點,在高壓下容易生核,而且外加壓力可能對原子擴散起抑制作用,從而妨礙了結構演化的進行,使亞穩相更容易暴露出來。金屬無序過飽和固溶體則因為結構和成分的偏離,處于較高能態,一般在晶化的初期出現。
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