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強化機構與差排

鐵等BCC金屬的降伏應力在溫度降低時大幅上升，但銅或鋁等FCC金屬隨溫度的變化很小。造成此差異的主要原因，下列何者正確？

  1. AFCC金屬在低溫時疊差能下降，差排擴展而容易移動，因此低溫時降伏應力反而下降
  2. BBCC金屬在低溫時間隙的碳或氮容易聚集到差排，溫度越低Cottrell氣團的釘住越強
  3. CBCC金屬螺旋差排的核心擴展到數個面而難以移動，要藉熱擾動的幫助越過晶格的阻力，因此溫度越低需要越大的應力
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正確答案：C. BCC金屬螺旋差排的核心擴展到數個面而難以移動，要藉熱擾動的幫助越過晶格的阻力，因此溫度越低需要越大的應力

BCC金屬螺旋差排的核心不是平坦地擴展在1個面上，而是採取橫跨數個{110}面的立體形狀，因此晶格對差排的阻力，即派爾斯應力變大。差排在熱擾動的幫助下一點一點越過這個能障（形成扭折對），因此溫度降低時幫助減少，降伏應力急遽上升。這是BCC鋼延性-脆性轉移的原因之一。FCC金屬的差排平坦地擴展在最密面上，派爾斯應力小，降伏應力的溫度依存性也小。認為低溫時降伏應力下降的選項與事實相反；去除碳與氮的高純度BCC金屬也會出現相同的溫度依存性，因此把Cottrell氣團當成主要原因的選項也是錯誤的。

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