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高溫材料與潛變

在單晶鎳基超合金中添加數%錸（Re）等重元素的主要目的，下列何者正確？

  1. A固溶於母相γ使擴散變慢，除了固溶強化也延緩γ'粒子的粗化，提高高溫的潛變強度
  2. B在表面形成緻密且不易揮發的錸氧化物膜，取代Al₂O₃膜提高高溫下的耐氧化性
  3. C降低合金的密度，減小高速旋轉的葉片所受的離心力應力，延長相同溫度下的潛變破斷壽命
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正確答案：A. 固溶於母相γ使擴散變慢，除了固溶強化也延緩γ'粒子的粗化，提高高溫的潛變強度

Re是在合金中擴散非常慢的元素，主要分配到母相γ中固溶。除了γ的固溶強化之外，還延緩γ'的粗化，以及高溫下在應力作用下γ'連成板狀的筏化的進行，大幅提高潛變強度。單晶合金的世代，有時以Re的量區分，例如含Re約3%的第2代、約6%的第3代。不過Re加得太多時，脆的σ相等TCP相容易析出。Re是重元素，因此密度反而上升，其氧化物容易揮發而不會成為保護膜。耐氧化性主要靠Al形成的Al₂O₃膜來確保。

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