玻璃與非晶質材料

厚度數mm以上也能成為玻璃的塊狀金屬玻璃,其容易製作之合金的條件,經驗上已知的組合(井上經驗法則)為下列何者?

  1. A只由2種元素組成,成分接近熔點高的純金屬,液相線溫度高
  2. B組合原子半徑大致相等的3種以上元素,並使元素彼此之間的混合熱成為正值
  3. C由3種以上元素組成,主要元素原子半徑差約12%以上且混合熱為負
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正確答案:C. 由3種以上元素組成,主要元素原子半徑差約12%以上且混合熱為負

井上經驗法則是多成分、主要元素的原子半徑差約12%以上、混合熱為負這3點。大小不同的原子互相吸引而混合時,液體成為原子緊密堆積的無序排列,原子的擴散與重新排列變慢。此外,要從含有多種元素的液體生成晶體,需要大幅重新排列原子,因此晶體的成核與成長不易發生。在接近深共晶的成分下液相線溫度下降,也有幫助。原子半徑相等且混合熱為正的組合容易形成固溶體或相分離,接近純金屬的成分即使以約10⁶ K/s急冷也幾乎不會成為玻璃。

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