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晶体中每个原子皆在平衡位置附近振动 （即所谓热振 动），温度升高时振动能量增加，振动频率和振幅加大。 以双原子为模型 （图１２），假设左边的原子在坐标原点被 固定，而右边的原子是自由的。当温度升高时，右边自由 振动原子的振幅增大，此时，若该原子以Ｒ０ 为原点作简谐振动，则其平衡位置仍是Ｒ０，这 样就不会发生膨胀。但势能曲线向右是水平渐近线，向左是垂直渐近线，是极不对称的。 可以看出，铸件的温度场随时间而变化，为不稳定温度场。铸件断面上的温度场 也称温度分布曲线。如果铸件均匀壁两侧的冷却条件相同，则任何时刻的温度分布曲线 对铸件壁厚的轴线是对称的。温度场的变化速率，即为表征铸件冷却强度的温度梯度。 温度场能更直观地显示出凝固过程的情况。 图１３１所示是铸件的凝固动态曲线，也是根据直接测量的温度时间曲线绘制的： 图１３１（ａ）上给出合金的液相线和固相线温度，把二直线与温度时间曲线相交的各点分 标注在图１３１（ｂ）（ｘ／Ｒ，τ）坐标系上，再将各点连接起来，即得凝固动态曲线。纵坐标 子ｘ是铸件表面向中心方向的距离，分母Ｒ是铸件壁厚之半或圆柱体和球体的半径。因 固是从铸件壁两侧同时向中心进行，所以ｘ／Ｒ＝１表示已凝固至铸件中心。 实际金属比上述现象复杂得多，因为工业应用的金属主要是合金，而且是多元合金；原９ 材料中存在多种多样的杂质，有些杂质的化学分析值虽然不高，甚至低于１０－４数量级，但 其原子数仍是惊人的；在熔化过程中，金属与炉气、熔剂、炉衬的相互作用还会吸收气体带 进杂质，甚至带入许多固、液体质点。因此，实际金属的液态结构是非常复杂的。它也存在 着游动原子集团、空穴以及能量起伏，在原子集团和空穴中溶有各种各样的合金元素及杂质 元素，由于化学键力和原子间结合力的不同，还存在着浓度起伏以至成分和结构不同的游动 原子集团。