题目
15、何谓固溶强化?置换固溶体和间隙固溶体的强化效果哪个大?为什么?
15、何谓固溶强化?置换固溶体和间隙固溶体的强化效果哪个大?为什么?
题目解答
答案
答:固溶强化:在固溶体中,随着溶质浓度的增加,固溶体的强度、硬度提高,而塑性、韧性有所下降的现象。间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体的强化效果。原因:溶质原子与溶剂原子的尺寸差别越大,所引起的晶格畸变也越大,强化效果越好。间隙固溶体晶格畸变大于置换固溶体的晶格畸变
解析
固溶强化是材料科学中的重要概念,主要考查学生对固溶体结构与性能关系的理解。本题需明确两个核心点:
- 固溶强化的定义:溶质原子溶入溶剂晶格后引起的强度变化规律;
- 两种固溶体(置换、间隙)的强化效果差异,关键在于晶格畸变程度的比较。
破题关键:理解溶质原子尺寸差异对晶格畸变的影响,以及晶格畸变如何阻碍位错运动,从而提高材料强度。
固溶强化的定义
固溶强化指溶质原子溶解到溶剂晶格中,导致溶剂晶格发生畸变。这种畸变会阻碍位错的运动,从而使材料的强度和硬度提高,但塑性和韧性下降。强化效果随溶质浓度增加而增强。
置换固溶体与间隙固溶体的比较
- 置换固溶体:溶质原子取代溶剂原子的位置,晶格畸变较小(因原子尺寸接近)。
- 间隙固溶体:溶质原子填充在溶剂晶格的间隙中,尺寸远小于溶剂原子,导致晶格畸变显著。
结论:间隙固溶体的强化效果更大,因为其晶格畸变更明显,对位错运动的阻碍更强。