金属的五种强化机制及实例
1 固溶强化
（1） 纯金属加入合金组元变为固溶体，其强度、硬度将升高而塑性将降低,这个现象称为固溶强化。
（2） 固溶强化的机制是：金属材料的变形主要是依靠位错滑移完成的 ，故凡是可以增大位错滑移阻力的因素都将使变形抗
力增大，从而使材料强化。合金组元溶入基体金属的晶格形成固溶体后 ，不仅使晶格发生畸变，同时使位错密度增加。畸变
产生的应力场与位错周围的弹性应力场交互作用 ，使合金组元的原子聚集在位错线周围形成“气团”。位错滑移时必须克服
气团的钉扎作用，带着气团一起滑移或从气团里挣脱出来 ，使位错滑移所需的切应力增大。
（3）实例：表1列出了几种普通黄铜的强度值 ，它们的显微组织都是单相固溶体 ，但含锌量不同，强度有很大差异。在以 固溶强化作为主要强化方法时，应选择在基体金属中溶解度较大的组元作为合金元素 ，例如在铝合金中加入铜、镁；在镁合
金中加入铝、锌；在铜合金中加入锌、铝、锡、镍 ；在钛合金中加入铝、钒等。
表1 几种普通黄铜的强度（退火状态）
表1儿种普通黄铜的强度（退火状态）
牌 号
HS0 H6S K52
显微组织 *固溶体
0固絡体 a亶涪体 乩固摺■体
（较迦 (.20 n
O2L1) (32 9伍) (38
240 2&) 310 330 3<5O
对同一种固溶体，强度随浓度增加呈曲线关系升高 ，见图1。在浓度较低时，强度升高较快，以后渐趋平缓，大约在原子分数 为50 %时达到极大值。以普通黄铜为例 ：H96的含锌量为4 %， d b为240MPa，与纯铜相比其强度增加 911 %;H90的含锌 量为10 %， d b为260MPa，与H96相比强度仅提高 813 %。
2 细晶强化
（1）晶界上原子排列紊乱，杂质富集，晶体缺陷的密度较大，且晶界两侧晶粒的位向也不同 ，所有这些因素都对位错滑移产
生很大的阻碍作用，从而使强度升高。晶粒越细小 ，晶界总面积就越大，强度越高，这一现象称为细晶强化。
第五章 金属材料的强化方法
一、金属材料的基本强化途径
许多离子晶体和共价晶体受力后直到断裂，其变形都属于弹性变形。
而金属材料的应力与应变关系如图5-1所示。
它在断裂前通常有大量塑性变形。它是晶体的一部分相对于另一部分沿一定晶面晶向的相对滑动。但是，晶体的实际滑移过程并不是晶体的一部分相对于另一部分的刚性滑移。
如果是刚性的滑移，则滑移所需的切应力极大，其数值远高于实际测定值。如，使铜单晶刚性滑移的最小切应力（计算值）为1540MPa, 而实际测定值仅为1MPa。各种金属的这种理论强度与实际测定值均相差3～4个数量级。这样的结果，迫使人们去探求滑移的机理问题，即金属晶体滑移的机理是什么？20世纪20年代，泰勒等人提出的位错理论解释了这种差异。
位错是实际晶体中存在的真实缺陷。现已可以直接观察到位错。
图5-2 位错结构
σf
σl
εf εl
图5-1 真应力与真应变关系
图5-3 位错参与的滑移过程
位错在力τ的作用下向右的滑移，最终移出表面而消失。由于只需沿滑移面A—A改变近邻原子的位置即可实现滑移，因此，所需的力很小，上述过程很易进行。
由上述的分析可知，金属晶体中的位错数量愈少，则其强度愈高。现已能制造出位错数量极少的金属晶体，其实测强度值接近理论强度值。这种晶体的直径在1μm数量级，称之为晶须。
由位错参与的塑性变形过程似乎可得到另一结论，即金属中位错愈多，滑移过程愈易于进行，其强度也愈低。事实并不是这样。如图5-4所示。
图5-4 强度和位错与其它畸变
可见，仅仅是在位错密度增加的初期，金属的实际强度下降；位错密度继续增大，则金属晶体的强度又上升。这是因为位错密度继续增加时，位错之间会产生相互作用：1）应力场引起的阻力，如位错塞积，当大量位错从一个位错源中产生并且在某个强障碍面前停止的时候就构成了位错的塞积；2）位错交截所产生的阻力；3）形成割阶引起的阻力（两个不平行柏氏矢量的位错在交截过程中在一位错上产生短位错）；4）割阶运动引起的阻力。
２００７ 第１，卷第６期 化工生产与技术 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ・４７・
过渡金属氮化物制备方法及吸氢机理研究进展
张新波 工张雅娟 张斌 秦永华
（１．浙江医药高等专科学校，浙江宁波３１５１００：
２．浙江工业大学化学工程与材料学院，杭州３１００１４）
摘要介绍了过渡金属氮化物的制备方法，讨论了影响程序升温氮化法的因素：分析了过
渡金属氮化物催化剂的吸氢活性、吸附机理。与传统的过渡金属硫化物催化剂相比具有 更加优异的氢吸附、活化和转移能力，在加氢脱硫、加氢脱氮和其他涉氢反应中有着广泛
的应用。 关键词过渡金属；氮化物；制备；加氢；机理；催化剂
中图分类号ＴＱ４２６．９４ 文献标识码Ａ 文章编号１００６．６８２９（２００７）０６—００４７．０４
过渡金属氮化物是Ｎ元素进入金属晶格内部
形成的一类“间充型”化合物。由于氮元素的插入，晶
格扩张，金属的ｄ带空穴数增加，Ｆｅｍｉ能级降低，使
得金属氮化物的表面性质和催化性能类似于铂族贵
金属元素，其在氨合成与分解、加氢脱硫／脱氮
（｝Ⅱ）Ｓ删）等许多涉氢反应中显示了较高的催化
活性【１．５ｊ。本文着重介绍了过渡金属氮化物的制备条
件及吸氢机理。
１制备
１．１方法
过渡金属氮化物制备方法有高温法和程序升温
氮化法。
早期氮化物制备采用高温法。１９３３年Ｐｆｕｎｄ将
钨丝加热到１ １３０～１ ４３０℃．使Ｍｏ（ＣＯ） 或ｗ（ｃｏ）
等可挥发性化合物与氨气（ＮＨ，）等发生反应制得细
粉状的氮化物【６］。１ｗａｍａ用激光束代替钨丝作为加
热源，在低压氮气或氨气中将金属加热蒸发成气体
制得粒度为２～１０ ｎｌｎ的金属氮化物川。但是，此法不
易控制，产量也低，限制了金属氮化物的广泛应用。
程序升温氮化法是指在还原气氛（ＮＨ，，Ｈ：和
Ｎ：混合气等）中，按照设定的程序来升温氮化氧化
物前驱体，制备过渡金属氮化物。程序升温氮化法的
第40卷第4期2019年8月Vol.40 No.4Aug. 2019Journal ofCeramics
DOI: ki.tcxb.2019.04.001
陶瓷金属化的方法、机理及影响因素的研究进展
王玲康文涛2,高朋召1,康丁华S张桓桓2
(1.湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410082； 2.娄底市安地亚斯电子陶瓷有限公司，湖南娄底417000)
摘要：主要介绍了陶瓷金属化的工艺流程，综述了近十年来陶瓷金属化的主要方法及相关机理研究，总结了金属化配方、 烧结温度、显微结构等因素对陶瓷金属化效果的影响，并列举了陶瓷金属化效果的评价方法，最后对陶瓷金属化工艺的 下一步的研究工作进行了展望。关键词：陶瓷金属化；机理；影响因素；效果评价中图分类号：TQ174.75 文献标志码：A 文章编号：1000-2278(2019)04-0411-07
Research Progress of Methods, Mechanisms and Influencing Factors
of Ceramic Metallization
WANG Ling1, KANG Wentao 2, GAO Pengzhao 1, KANG Dinghua 2, ZHANG Huanhuan 2
(1. College of Materials Science and Engineering, Hunan University, Changsha 410082, Hunan, China;2. Loudi City Andeans Electronic Ceramics Co. Ltd., Loudi 417000, Hunan, China)
Abstract: The technological process of ceramic metallization is introduced firstly, and main methods and relative mechanisms of ceramic metallization in recent ten years are reviewed. Also, the influence of metal powder compositions, sintering temperature and microstructure on the results of ceramics metallization are summarized. The evaluation method of ceramic metallization effect is also listed. Finally, the future research work of ceramic metallization technology is prospected.Key words: ceramic metallization; mechanism; influence factors; effect evaluation
