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空穴的产生使局部地区能垒

降低，邻近的原子则进入空穴位置，造成空穴的移动。温度愈高，原子的能量愈大，产生的

空穴数目愈多，从而使金属膨胀。在熔点附近，空穴数目可达原子总数的１０％。

当把金属加热到熔点时，会使金属的体积突然膨胀３％～５％。这个数值等于固态金属

力学温度零度加热到熔点前的总膨胀量。除此之外，金属的其他性质如电阻、黏性等在

度下发生突变。同时，这种突变还反映在熔化潜热上，即金属在此时吸收大量热量，温

不升高。这些突变现象是不能仅仅用离位原子和空穴数目的增加加以解释的。

四、铸件的凝固方式

１凝固区域及其结构

铸件在凝固过程中，除纯金属和共晶成分合金外，断面上一般都存在三个区域，即固相

区、凝固区和液相区。铸件的质量与凝固区域有密切关系。

图１３２　凝固区域结构示意图

图１３２是凝固区域结构的示意图 （另一半与之

对称）。凝固区域又可划分为两个部分。液相占优

势的液固部分和固相占优势的固液部分。在液固部

分中，晶体处于悬浮状态而未连成一片，液相可以

自由移动。用倾出法做实验时，晶体能够随同液态

金属一起被倾出。

该位置的原子数密度等于整体液体系统的平均数密度

ρ０。对于气体，由于

其粒子的统计分布的平均性，其偶分布函数ｇ（ｒ）在任何位置均相等，ｇ（ｒ）＝１。晶态固体

因原子以特定方式周期排列，其ｇ（ｒ）以相应规律呈孤立的若干尖锐峰。液体的ｇ（ｒ）出现

若干渐衰的钝化峰直至几个原子间距后趋向ｇ（ｒ）＝１，表明液体的原子集团 （短程有序的局

域范围）半径只有几个原子间距大小。非晶固体的ｇ（ｒ）与液体相似。对于液体，对应于

ｇ（ｒ）峰的位置，ｒ＝ｒ１ 表示参考原子至其周围第配位层各原子的平均原子间距，由

于衍射所获得的ｇ（ｒ）具有统计平均意义，ｒ１ 也表示某液体的平均原子间距。