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这种现象称为 “结构起伏”。在一定的温度下，虽然存在 “能量起伏”和
“结构起伏”现象，但对于特定液态金属，其处于有序状态的原子集团具有一定的统计平均
尺寸；并且其平均尺寸大小随温度的升高而减小。
③ 液态结构及离子间相互作用的理论描述 在液态结构定量计算上，也提出了许多理
图１６ 液态结构及粒子间相互作用
论模型及方程 （图１６）。通过建立偶分布函数
ｇ（ｒ）与偶势ｕ（ｒ）（即 “原子对”间的相互作用
势能与原子空间距离ｒ的函数关系）的方程，或
在已知偶势ｕ（ｒ）的条件下，计算出某一液体的
偶分布函数ｇ（ｒ）。
在铸件断度梯度相近的情况下，固液相区的宽度取决于铸件合金的凝固温度区间ΔｔＣ 的大小。图
８是三种不同碳质量分数的碳钢在砂型和金属型中凝固时测得的动态凝固曲线。可见，
碳质量分数增加，碳钢的结晶温度范围在不断扩大，铸件断面的凝固区域随之加宽。低
在砂型中的凝固近于逐层凝固方式，中碳钢为中间凝固方式，高碳钢近于体积凝固。
当铸件合金成分确定后，铸件断面固液相区的宽度则取决于铸件中的温度梯度。温度梯
度较大时，固液相区的宽度较窄，则合金趋向于逐层凝固方式，反之依然。
一、液态金属的结构
人们对液态金属结构的认识滞后于固体金属，这是因为它是以液体这样一个无序体系作
为研究对象。近年来，利用Ｘ射线、电子和中子衍射及同步辐射技术得到液态金属及合金
直接的结构信息，促进了液体金属物理研究的不断深入。通过两种方法可以研究金属的液态
结构。一种是间接方法，即通过固→液态、固→气态转变后一些物理性质的变化判断液态的
原子结合状况，另一种是较为直接的方法，即通过液态金属的Ｘ射线或中子线的结构分析
研究液态的原子排列情况。在了解液态金属的结构之前，有必要对金属晶体的原子结合、加
热膨胀及熔化过程加以阐述。
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