一、液态金属的结构

人们对液态金属结构的认识滞后于固体金属，这是因为它是以液体这样一个无序体系作

为研究对象。近年来，利用Ｘ射线、电子和中子衍射及同步辐射技术得到液态金属及合金

直接的结构信息，促进了液体金属物理研究的不断深入。通过两种方法可以研究金属的液态

结构。一种是间接方法，即通过固→液态、固→气态转变后一些物理性质的变化判断液态的

原子结合状况，另一种是较为直接的方法，即通过液态金属的Ｘ射线或中子线的结构分析

研究液态的原子排列情况。在了解液态金属的结构之前，有必要对金属晶体的原子结合、加

热膨胀及熔化过程加以阐述。

这些杂质往往不只是一种，而是多种多样的，它们在液体中不会很均匀地分布。它们的存在方式也是不同的，有的以溶质方式，有的与其他原子形成某些化合物 （液态、固态或气态的夹杂物）。下面先就一个很简单的模型作一分析，假定液体中只存在一种杂质原子。当金属中存在第二种原子时 （如合金），情况就复杂多了。由于同种元素及不同元素之间的原子间结合力是不同的，结合力较强的原子容易聚集在一起，把别的原子排挤到别处。因此，在游动集团中有的Ａ种原子多，有的Ｂ种原子多，即游动集团之间存在着成分不均匀性，称为 “浓度起伏”。

对于铸件温度场的影响，可从金属性质、铸型性质、浇注条件及铸件结构四个方面来

析。

（１）金属性质的影响　金属的热扩散率大，铸件内部的温度均匀化的能力就大，温度梯

就小，断面上温度分布曲线就比较平坦；反之，温度分布曲线就比较峻陡。金属的结晶潜

大，向铸型传热的时间则要长，铸型内表面被加热的温度也高，铸件断面的温度梯度减

，铸件的冷却速度下降，温度场也较平坦。金属的凝固温度越高，在凝固过程中铸件表面

铸型内表面的温度越高，铸型内外表面的温差就越大，且铸型的热导率在高温段随温度的

高而升高，致使铸件断面的温度场有较大的梯度。