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材料科学特别是冶金学,都牵涉到要了解实用材料的结
构及其与性能之间的关系。根据这种了解,再加上实验研制
这一重要因素,使实用性能获得了重大改进.这些改进主要
是通过材料的显微结构变化引起的.通常所用显微结构这一
术语,包括尺寸范围从原子间键合范围(0.3nm)直到若干
毫米或米的试样外部形状的结构特征.这些结构特征包括成
分、晶体结构、晶粒尺寸及其它相的分布等。它们都是用合
金化、加工和热处理的常规方法控制的。
对一种特殊性能或用途获得了某种最佳显微结构的材料
科学家,他的任务尚未完成,因为还要考虑显微结构稳定性
这一重要领域.这是因为在材料科学中几乎没有一种实用结
构是热力学稳定的:几乎总会出现使总消增加或使材料的自
由能降低的变化.如果原始结构为最佳结构,则这些变化将
使性能恶化.这种固有不稳定性的概念,尤其是金属材料的
固有不稳定性的概念,在探讨腐蚀时已被广泛采用.一般认
为腐蚀过程就是由矿石提炼成的金属,不断自发地要回到化
学上比较稳定的形式,而这种稳定形式通常不是金属或合金.
保持金属这一特征和保持不稳定的显微结构则是一回事—
这就是缓慢进行的退化过程.这种退化过程的速度必须足够
低,才能使材料的寿命具有使用价值.
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