物理冶金学
外观
物理冶金學(Physical Metallurgy)指的是利用物理學原理,例如熱力學(Thermodynamics)、電學(electricity)等,非化學的方法來達到提煉金屬或是改變金屬材料性能的學門,歸屬在材料科學領域,其主要探討的主題為晶體結構與缺陷(Crystal Structure and defect)、退火(Anneal)、擴散(Diffusion)、相變化(Phase Transformation)等冶金過程的原理。
晶體結構與缺陷
[编辑]- 零維缺陷:即點缺陷,包含間隙缺陷(interstitial defect)、置換型原子(substitutional atom)、晶格空位(vancancy)
- 一維缺陷:即線缺陷,常見的為差排(dislocation)
- 二維缺陷:即面缺陷,包含相界(Phase boundary)、晶界(Grain boundary)、雙晶邊界(Twin boundary)、反相邊界(Anti-phase boundary)、疊差(Stacking fault)
- 三維缺陷:即體缺陷,常有的有空孔(Pore)、夾雜物 (Inclusion)
退火
[编辑]起源於碳鋼的熱處理方法,現今已廣泛應用於所有材料,其指的是,利用改變材料所處條件,例如溫度、壓力,來改變材料內部微結構,進而改變材料之物理性質、機械性質。
以碳鋼為例,依據不同溫度下的熱處理,退火可分成下列
- 應力消除退火
- 製程退火
- 球化退火
- 完全退火
- 正常化退火
- 均質化退火
擴散
[编辑]在物理冶金學中,一般是討論金屬原子在晶體中的擴散作用,金屬材料在適當溫度下,不同元素之原子會進行擴散,進而產生相變
相變化
[编辑]在物理冶金學中,一般探討金屬材料的相變,金屬相變一般包含结晶(Solidification)、析出(Precipitation)、旋節分解(Spinodal decomposition)等。
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