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這就意味著當(dāng)溫度升高,能量從W0→W1→W2→W3→W4 時(shí),其間距 (振幅中心位置)將由
R0→R1→R2→R3→R4。也就是說,原子間距離將隨溫度的升高而增加,即產(chǎn)生熱膨脹。另
一方面,空穴的產(chǎn)生也是物體膨脹的原因之一。由于能量起伏,一些原子則可能越過勢(shì)壘跑
到原子之間的間隙中或金屬表面,而失去大量能量,在新的位置上作微小振動(dòng) (圖13)。
有機(jī)會(huì)獲得能量,又可以跑到新的位置上。如此下去,它可以在整個(gè)晶體中 “游動(dòng)”,這個(gè)
過程稱為內(nèi)蒸發(fā)。原子離開點(diǎn)陣后,留下了自由點(diǎn)陣———空穴。
表明液體的原子間距接近固體,在熔點(diǎn)附近其系統(tǒng)的混亂度只是稍大于
固體而遠(yuǎn)小于氣體的混亂度。表12為一些金屬的熔化潛熱和汽化潛熱。如果說汽化潛熱
(固→氣)是使原子間的結(jié)合鍵全部破壞所需的能量,則熔化潛熱只有汽化潛熱的3%~7%,
即固→液時(shí),原子的結(jié)合鍵只破壞了百分之幾。因此,可以認(rèn)為液態(tài)和固態(tài)的結(jié)構(gòu)是相似
的,金屬的熔化并不是原子間結(jié)合鍵的全部破壞,液體金屬內(nèi)原子仍然具有一定的規(guī)律性,
特別是在金屬過熱度不太高 (一般高于熔點(diǎn)100~300℃)的條件下更是如此。需要指出的
是,在接近汽化點(diǎn)時(shí),液體與氣體的結(jié)構(gòu)往往難以分辨,說明此時(shí)液體的結(jié)構(gòu)更接近于
氣體。
該位置的原子數(shù)密度等于整體液體系統(tǒng)的平均數(shù)密度
ρ0。對(duì)于氣體,由于
其粒子的統(tǒng)計(jì)分布的平均性,其偶分布函數(shù)g(r)在任何位置均相等,g(r)=1。晶態(tài)固體
因原子以特定方式周期排列,其g(r)以相應(yīng)規(guī)律呈孤立的若干尖銳峰。液體的g(r)出現(xiàn)
若干漸衰的鈍化峰直至幾個(gè)原子間距后趨向g(r)=1,表明液體的原子集團(tuán) (短程有序的局
域范圍)半徑只有幾個(gè)原子間距大小。非晶固體的g(r)與液體相似。對(duì)于液體,對(duì)應(yīng)于
g(r)峰的位置,r=r1 表示參考原子至其周圍第配位層各原子的平均原子間距,由
于衍射所獲得的g(r)具有統(tǒng)計(jì)平均意義,r1 也表示某液體的平均原子間距。
二、影響充型能力的因素及提高充型能力的措施
影響充型能力的因素是通過兩個(gè)途徑發(fā)生作用的:影響金屬與鑄型之間熱交換條件,而
改變金屬液的流動(dòng)時(shí)間;影響金屬液在鑄型中的水力學(xué)條件,而改變金屬液的流速。影響液
態(tài)金屬充型能力的因素是很多的,為便于分析,將所有的因素歸納為如下四類:
1金屬性質(zhì)方面的因素
這類因素是內(nèi)因,決定了金屬本身的流動(dòng)能力———流動(dòng)性。
(1)合金的化學(xué)成分 合金的化學(xué)成分決定了結(jié)晶溫度范圍,因此合金的流動(dòng)性與其成
分之間存在著一定的規(guī)律性。在流動(dòng)性曲線上,對(duì)應(yīng)著純金屬、共晶成分和金屬間化合物的
地方出現(xiàn)大值,而隨結(jié)晶溫度范圍的增加,流動(dòng)性下降,且在大結(jié)晶溫度范圍附近出現(xiàn)
小值 (如圖118、圖119所示)。