你可以通过融化使金属更密集并在高压下冷却吗?

Pedery 05/11/2018. 1 answers, 947 views
pressure phase-transition density molecules metals

答案可能不是。 但是,你可以通过熔化使金属更密集并在高压下冷却吗? 或者当它回归固体时,它会在内部压力下开裂吗? 我假定金属内部没有气泡或其他杂质,我们正在谈论密度和已知密度。

1 Answers


Chemomechanics 05/11/2018.

首先,高压(即压缩的等轴晶应力)不会引起均匀固体中的裂纹(或任何类型的失效) - 材料无法移动以减少应变能和表面能之和。

是的,融化金属然后冷冻它可能会以多种方式增加密度,但相对于简单地施加高压而言,改善可能可以忽略不计。 这里有几个例子:

首先,可以消除材料中的空隙。 例如,通过熔化金属泡沫并通过施加压力将其作为固体重新冻结,可以显着增加金属泡沫的密度。

其次,如果材料已经彻底冷加工,即它含有大量的位错和晶界,那么这些缺陷会造成一些稍微过量的体积,这些体积会通过熔化和再冷冻而被去除。 但是,即使在严重塑性变形的情况下,这种自由体积估计也相当小(认为是0.1%)。 由此产生的最大可实现的密度增加将是可比较的。

第三,正如下面的@By_Symmetry所指出的那样,高温可能会促使压力诱导向更高密度的替代结晶相转变,而在较低温度下,这种结晶相可能在动力学上受到限制。

然而,请注意,如果您加热金属然后非常快地冷却(即淬火),相对于没有热处理的情况,实际上可能会decrease密度,或者通过动态地俘获空位(更多在高温下普遍存在),通过产生无定形结构(通过动力学限制材料凝结成晶体的倾向),或通过锁定在相对低密度的替代结晶相中。

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