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本文标题："金相显微镜观察金属材料低温下排列的固态的特点"
新闻来源：未知 发布时间：2014-5-15 18:31:40 本站主页地址：http://www.jiance17.com
金相显微镜观察金属材料低温下排列的固态的特点
材料结构具有下述特性:
(1)材料结构与环境之间是相互联系、互相作用的，这些联系和作用表
现在材料结构与环境之间总是存在物质、能量的交换，这就是开放的材料系
统。只有能量交换或忽略物质的交换时叫封闭的材料系统。而完全没有任何
交换的叫孤立的材料系统，它只是理论上存在。
(2)环境中当温度、压力、介质条件发生一定程度变化时，材料结构也
会发生相应的变化。材料结构的可变性，表现在材料的结构随着环境因素的
变化而变化。当温度、压力、介质等环境因素改变时，发生了物质、能量的
交换而使其结构也会发生相应的变化。例如当环境温度改变时，与材料有着
热能的交换，使金属材料在低温下以有规则排列的固态存在，在高温下呈无
规则排列的液态，在更高温度下则以完全无规则排列的气态存在，结构发生
了变化。又例如，当环境对金属材料施加(压)力时，机械能的转换使材料发
生了弹性变形、塑性变形、裂纹、甚至断裂。受力不同发生变形的程度不一
样，造成各种缺陷，使结构也发生了变化。
材料结构变化是由量变到质变的过程，开始往往从量变起步，当外因终
止变化时，有时结构可能会持续变化一段时间，但一般结构也就终止了变化
。如果外因变化超过一定限度时，结构就会发生质变，例如会使晶体结构类
型发生很大变化。在环境因素变化开始时，有时会出现孕育期，孕育期只是
结构变化前的准备或微小的量变过程，过程积累能量，一旦克服能垒就会发
生质变。结构变化的速度与环境因素变化的数量大小及变化速度有关系。
(3)材料结构总是有使本身保持稳定状态和平衡结构的趋向。材料结构
的稳定趋向是指任何材料系统都有使结构保持能量最低状态的趋向。能量状
态越低，结构也就越稳定。只有结构各要素间相对稳定的联系，才构成材料
的结构，否则结构就会分解和破坏，也无结构存在的可能了。材料结构可分
为稳定状态、亚稳定状态和不稳定状态。例如钢铁材料在高温时，液体的钢
水或铁水是稳定状态;更高温度时，则气态是稳定状态;较低温度时，稳定状
态变成固态。再仔细研究，在固态的不同温度下还存在不同组织结构的稳定
状态。稳定可分静态稳定和动态稳定。对材料结构而言，变化是绝对的，也
就是说不稳定是绝对的。
根据变化过程的方向和平衡程度，材料结构可分为平衡结构和非平衡结
构。平衡结构是指构成材料结构各部分之间的联系、排列方式在某一条件下
是相对稳定不变的。非平衡结构是指材料结构经常保持着对环境因素的敏感
性、可变性。材料结构进行自发变化过程的方向和限度可用热力学参量嫡、
自由能和化学势来判断，这些概念这里不作深入讨论。
(4)材料结构由各种结构要素排列组合成一定的结构层次。材料结构内
部是按层次排列的，可把复杂的结构分成多个层次或不同等级的结构来分析
研究。在材料结构层次的研究中，一般是在原子级水平上进行的。
现以金属晶体材料的结构层次模型为例说明材料结构的层次排列。
排列顺序是从最基层的原子~晶格(固溶体、化合物、单质)一晶粒一相~组织
~金属的晶体材料。结构层次犹如一座金字塔，不同的结构要素分布在不同
的层次级别上，中间存在着各种实际存在的缺陷。金属材料较多的是以相或
组织作为基本结构要素来讨论。相的数量、组成、分布是影响材料性能的基
本因素。更为基础的一个层次是晶格，晶格说明原子在空间规则排列的不同
方式。组元原子的相互结合形成了不同的固溶体、化合物或单质，它们具有
不同的晶格结构，对性能有很大的影响。缺陷是结构不可忽视的一个重要内
容，它对性能影响也相当大。
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