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冶金物理化学(Physical Metallurgy)指的是利用物理學原理,例如熱力學(Thermodynamics)、電學(electricity)等,非化學的方法來達到提煉金屬或是改變金屬材料性能的學門,歸屬在材料科學領域,其主要探討的主題為晶體結構與缺陷(Crystal Structure and defect)、退火(Anneal)、擴散(Diffusion)、相變化(Phase Transformation)等冶金過程的原理。

晶體結構與缺陷编辑

退火编辑

起源於碳鋼的熱處理方法,現今已廣泛應用於所有材料,其指的是,利用改變材料所處條件,例如溫度、壓力,來改變材料內部微結構,進而改變材料之物理性質、機械性質。

以碳鋼為例,依據不同溫度下的熱處理,退火可分成下列

  • 應力消除退火
  • 製程退火
  • 球化退火
  • 完全退火
  • 正常化退火
  • 均質化退火

擴散编辑

在物理冶金學中,一般是討論金屬原子在晶體中的擴散作用,金屬材料在適當溫度下,不同元素之原子會進行擴散,進而產生相變

相變化编辑

在物理冶金學中,一般探討金屬材料的相變,金屬相變一般包含结晶(Solidification)、析出(Precipitation)、旋節分解(Spinodal decomposition)等。