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① 钢球模型 假设液态金属是均质的、密度集中的、
列紊乱的原子堆积体。其中既无晶体区域，又无大到足
容纳另一原子的空穴。在构建液体结构几何模型的实验
，用无规则堆积的钢球灌以油漆，固化后统计单个球接
点的数目。根据统计结果可确定该结构的平均配位数，
液态结构的平均配位数。发现，在紊乱密集的球堆中存
高度致密区，其统计结构获得的偶分布函数ｇ（ｒ）与液体
的衍射实验结构很好吻合。钢球模型形象地描述了液体
程有序远程无序的特征，为奠定液体结构的统计几何基
做出了重要贡献。
２．铸件的凝固方式
一般将铸件的凝固方式分为三种类型。逐层凝固方式、体积凝固方式 （或称糊状凝固方
式）和中间凝固方式。铸件的凝固方式取决于凝固区域的宽度。
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Ｔ１ 和Ｔ２ 是铸件断面上两个不同时刻的温度场。
从图中可观察到，恒温下结晶的金属，在凝固过程中其铸件断面上的凝固区域宽度等于
零。断面上的固体和液体由一条界线 （凝固前沿）清楚地分开。随着温度的下降，固体层不
断加厚，逐步到达铸件中心。这种情况为 “逐层凝固方式”。
如果合金的结晶温度范围很小，或断面温度梯度很大时，铸件断面的凝固区域则很窄，
也属于逐层凝固方式 ［图１３３（ｂ）］。
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）。
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