非鐵金屬材料

Al-Cu合金經固溶處理並急冷後時效,析出物大致依 GP區 → θ'' → θ' → θ(Al₂Cu)的順序變化。關於GP區,下列說明何者正確?

  1. ACu原子沿母相的{100}面聚集成1~數原子層的圓板狀,與母相完全整合,室溫時效也會形成
  2. B沿晶界Cu缺乏的狹窄區域,因無法形成析出物,成為晶界附近變軟的原因
  3. C平衡相θ(Al₂Cu)在晶粒內粗大析出者,具有與母相非整合的界面,出現在過時效的階段
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正確答案:A. Cu原子沿母相的{100}面聚集成1~數原子層的圓板狀,與母相完全整合,室溫時效也會形成

因急冷而過飽和的Cu原子,首先聚集在母相的{100}面上,形成厚1~數原子層、直徑數nm的圓板狀GP區。其晶體結構仍與母相相同而完全整合,界面能小,成核的能障低,在急冷殘留的過剩空位幫助下,室溫也能形成,負責自然時效的硬化。時效進行後,經過整合或半整合的中間相θ''、θ',成為非整合而粗大的平衡相θ,因過時效而軟化。晶界附近Cu與空位減少而無法形成析出物的帶,是無析出帶(PFZ),與GP區是不同的東西。粗大的θ不是GP區,而是時效最終階段的平衡相。

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