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影響鎢合金硬度的因素

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 高比重鎢合金憑藉著較高的硬度及其他良好的熱力學性能,而深受廣泛廣大機械設備、航天航空設備研究者的歡迎。鎢合金硬度是指合金材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力,測試方法有洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度的測量方法。 影響鎢合金硬度的因素有材料成分、原料配比、內部結構、生産工藝、工藝參數、後處理和工作溫度等。 中鎢在綫鎢合金圖片 一、材料成分 通常,在生産工藝和工藝參數等條件相同的情况下,鎢基合金的硬度主要受材料成分的影響。研究表明,在鎢含量爲90%下,90W7Ni3Fe的硬度爲24-28HRC(AMS-T-21014),90W4Mo4Ni2Fe的約爲34HRC(Anviloy),90WNiFeMo的約爲32HRC(Anviloy),90W6Ni4Cu的約爲24HRC(Mil-T-21014)。 二、原料配比 通常,在材料成分和生産工藝等因素都相同的情况下,鎢基合金的硬度隨著鎢含量的升高或粘結金屬(如鎳、鐵等)含量的降低而升高。研究表明,當以鎢爲基,鎳、鐵元素爲粘結劑時,90W7Ni3Fe的硬度爲24-28HRC,91W6Ni3Fe的爲25-29HRC,93W4Ni3Fe的爲26-30HRC,95W3Ni2Fe的爲27-32HRC,96W3Ni1Fe的爲28-34HRC,97W2Ni1Fe的爲28-36HRC(AMS-T-21014)。 三、內部結構 鎢基合金的內部結構有均勻結構和不均勻結構兩種。組織均勻的鎢合金的硬度分布較均勻。組織不均勻的鎢合金的硬度分布不一致:鎢含量較高的組織的硬度較高;反之,鎢含量較低的組織的硬度較低。 中鎢在綫鎢合金圖片 四、生産工藝和工藝參數 鎢合金的生産工藝主要包括粉末冶金工藝、注射成型技術或3D打印工藝。當生産工藝或工藝參數不同時,合金的硬度也會不同,主要是因爲鎢粉末的顆粒大小受生産溫度和時間等參數的影響。 五、後處理 爲了提高燒結態鎢合金的硬度、强度和其他力學性能,後處理成爲鎢合金製備過程中必不可少的環節。後處理主要包括熱處理和形變强化。常用的的熱處理方式主要包括固溶淬火處理、真空或惰性氣氛脫氫處理、循環熱處理等;常用的形變强化方式主要有鍛造、靜液擠壓、熱擠壓、熱軋或熱擠壓(軋)與鍛造複合變形工藝。 六、工作溫度 在一定條件下,工作溫度越高,鎢合金的硬度越小,當溫度到達臨界點時,合金材料的硬度波動範圍較小。 更多鎢鉬相關內容,請查看 ...

影響鎢合金抗拉强度的因素

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 鎢合金抗拉强度是指合金材料在外力作用下抵抗變形和破壞的最大能力指標之一,反映材料的極限抗力與主裂紋的萌生、擴展及斷口有直接的聯繫,對材料的設計、失效分析、强度理論具有重要的意義。 影響鎢合金抗拉强度的因素主要有:材料成分、原料配比、生産過程中的溫度、應變率、加載速率和缺口大小。 一、材料成分 通常,在其他因素都相同的情况下,材料成分不同的鎢合金的抗拉强度也不一樣。研究表明,90W7Ni3Fe的抗拉强度爲900-1000MPa(AMS-T-21014),90W4Mo4Ni2Fe的約爲965N/mm2(Anviloy),90WNiFeMo的約爲960N/mm2(Anviloy),90W6Ni4Cu的極限抗拉强度、屈服强度和比例彈性限度分別約爲110000PSI、80000PSI和45000PSI(Mil-T-21014)。 二、原料配比 通常,在其他因素都相同的情况下,隨著鎢含量的升高或粘結金屬含量的降低,鎢基合金的抗拉强度越大;反之,鎢基合金的抗拉强度越小。研究表明,90W7Ni3Fe的抗拉强度爲900-1000MPa(AMS-T-21014),93W4Ni3Fe的抗拉强度爲900-1100MPa(AMS-T-21014)。 90W6Ni4Cu的極限抗拉强度、屈服强度和比例彈性限度分別約爲110000PSI、80,000PSI和45,000PSI;95W3.5Ni1.5Cu的分別約爲110000PSI、85000PSI和45000PSI;90W7Ni3Fe的極限抗拉强度、屈服强度和比例彈性限度分別約爲120000PSI、88000PSI和52000PSI;92.5W5.25Ni2.25Fe的分別約爲114000PSI、84000PSI和46000PSI;95W3.5Ni1.5Fe的分別約爲120000PSI、90000PSI和44000PSI;97W2.1Ni0.9Fe的分別約爲123000PSI、85000PSI和44000PSI(上述的數據來源Mil-T-21014)。 三、溫度方面 在一定條件下,隨著溫度的升高,鎢合金的抗拉强度越小。研究表明,當溫度從10℃升高到300℃時,93WNiFe合金的抗拉强度下降較快,强度和溫度的關係曲綫接近綫性;當溫度從300℃升高到600℃時,93WNiFe合金的抗拉强度下降較緩;當溫度600℃升高到900℃時,93WN...

影響鎢合金延展性的因素

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 作爲難熔金屬鎢的一種重要下游産品,鎢合金除了有較高的密度、較大的硬度、良好的耐磨性、優异的抗氧化性和耐熱性等特點之外,還有優良的延展性的優點。鎢合金延展性是指合金材料在受力而産生破裂之前的塑性變形能力,是延性和展性兩個概念相近的機械性質合稱,可以用延伸率(伸長率)來表示。 中鎢在綫鎢合金圖片 延伸率是材料的塑性指標,是材料延展性的定量表徵,是材料在拉伸斷裂後,總伸長與原始標距長度的百分比。通常,延伸率越大,材料的延展性越好;反之,延伸率越小,材料的延展性越差。影響鎢合金延展性的因素有材料成分、原料配比、生産工藝、工藝參數等。 一、材料成分 在其他條件(如原料配比和生産工藝)一定的情况下,鎢基合金的延展性與摻雜元素如鎳(Ni)、鐵(Fe)、鉬(Mo)、錸(Re)、鈷(Co)等有關。一般來說,向純鎢合金中加入適量鎳、鐵、鉬、錸或鈷材料,能顯著提高産品的延展性。研究表明,90W7Ni3Fe的延伸率約爲10%,90W6Ni4Cu的延伸率約爲6%(上述數據爲高比重鎢合金軍標數據)。 中鎢在綫鎢合金圖片 二、原料配比 在材料成分、生産工藝等因素都相同的情况下,鎢基合金的延展性與原料配比有關。一般來說,隨著鎢含量的升高或粘結金屬(如鎳、鐵等)含量的减少,鎢合金的延展性越差;反之,合金的延展性越好。研究表明,90W7Ni3Fe的延伸率爲18%-29%,91W6Ni3Fe的爲17%-27%,92W5Ni3Fe的爲16%-26%,93W4Ni3Fe的爲16%-24%,95W3Ni2Fe的爲10%-22%,95W3Ni2Fe的爲8%-20%,97W2Ni1Fe的爲6%-13%(上述數據爲高比重鎢合金美標數據)。 90W6Ni4Cu的延伸率約爲6%,95W3.5Ni1.5Cu的約爲7%,90W7Ni3Fe的約爲10%,92.5W5.25Ni2.25Fe的約爲7%,95W3.5Ni1.5Fe的約爲7%,97W2.1Ni0.9Fe的約爲6%。 三、生産工藝 鎢合金的生産工藝主要有粉末冶金法、注射成形工藝和3D打印技術(增材製造)。在生産工藝相同的情况下,不同處理階段的鎢合金的延伸率也不一樣。例如,鎢鎳鐵合金燒結態的伸長率可以達到10%~15%,經真空或氣氛脫氫處理後,伸長率可提高到20%~30%;鎢錸合金經高溫退火處理後,延伸率可達到5%。 更多鎢鉬相關內容,請查看 http://n...

影響鎢合金熱膨脹係數的因素

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 衆所周知,不論是什麽材料,受熱或受冷時它們的體積、長度均會發生變化。就高比重鎢合金而言,在加熱的條件下,合金原子會加劇振動,振幅增大,使晶格點陣常數升高,而産生熱膨脹現象。一般來說,熱膨脹係數越小,材料的膨脹現象越不明顯,反之亦然。 中鎢在綫鎢合金圖片 影響鎢合金熱膨脹係數的因素主要有合金成分、相變、晶體結構、晶體內部缺陷、鐵磁性物質和加工因素等。 一、材料成分方面 就鎢鎳銅(W-Ni-Cu)合金而言,鎢的熱膨脹係數較小,原子間的結合力較大,而粘結相Ni和Cu的熱膨脹係數較大,原子間的結合力較小。由此可以推測,鎢含量越高或粘結金屬含量越低,鎢鎳銅合金的熱膨脹係數越小,反之合金的熱膨脹係數越大。 另外,如果鎢合金內部組分是均一的單相固溶體,則合金的熱膨脹係數一般介于這些組元的熱膨脹係數之間,且符合相加律的規律。如果鎢合金組分爲多相機械混合物,則熱膨脹係數爲介于這些相的熱膨脹係數之間。 中鎢在綫鎢合金圖片 二、相變方面 當合金發生相變時,膨脹量和熱膨脹係數也會發生改變。研究表明,W-Ni-Cu合金在1300℃高溫淬火後的金相組織幷未發生相變現象。 三、組織缺陷方面 鎢合金的內部缺陷對熱膨脹係數的影響較大,即空位的産生會增加材料的熱膨脹係數。鎢合金孔洞産生的主要原因是:注射時夾入氣體,不良充模,鎢相與粘結相分離,模溫和料溫不匹配等。 更多鎢鉬相關內容,請查看 http://news.chinatungsten.com/big5/tungsten-news 電子郵件: sales@chinatungsten.com 電話: +86 592 5129696/86 592 5129595 傳真: +86 592 5129797 中鎢在線微信公眾號,每日提供鎢鉬稀土最新行情,手機掃描二維碼輕鬆關注

影響鎢合金衝擊韌性的因素

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 作爲鎢合金的一項重要力學性能指標,衝擊韌性(Impact toughness)是指合金材料在衝擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的能力,能反映出材料內部的細微缺陷和抗衝擊性能。那影響鎢合金衝擊韌性的因素有哪些呢? 中鎢在綫鎢合金圖片 鎢合金衝擊韌性的影響因素包括鎢粉的粒度、形狀、體積分數、變形狀態,合金中的氧含量、組織缺陷和應力狀態等。 一、材料方面 研究表明,隨著鎢含量升高或鎢粉顆粒尺寸增大,鎢合金的衝擊功將减小,則韌性越差;反之,隨著鎢含量降低或鎢粉顆粒尺寸减小,鎢合金的衝擊功將增大,則韌性越好。另外,變形態的合金的衝擊功小于未變形態。 鎢合金中氧含量越高,衝擊韌性越差;反之,氧含量越低,合金的衝擊韌性越好。這主要是歸因于氧會與鎢、鐵、鎳等金屬元素發生氧化反應,生成氧化鎢和其他氧化物夾雜,進而破壞母體的連續性,導致合金力學性能下降。另外,隨著氧含量的升高,鎢相與粘結相的浸潤性越變差,則粘接相將難以完全包裹鎢顆粒,且氧化物顆粒周圍有明顯的孔隙,這也是導致鎢合金衝擊韌性變差的原因。 中鎢在綫鎢合金圖片 二、組織缺陷方面 組織缺陷如氣孔越少,鎢合金的衝擊韌性越好;反之,衝擊韌性越差。鎢合金內部缺陷産生的原因主要是燒結工藝不合適、鎢粉顆粒尺寸太小和升溫速度較快。因此,改善燒結工藝,可有效减少鎢合金內部缺陷的産生,提高其衝擊韌性。 三、應力方面 一般而言,加工應力越小,鎢合金的衝擊韌性越好;反之,衝擊韌性越差。鎢合金加工應力是指合金內各部分之間産生相互作用的力,主要是由機械加工引起的。真空熱處理能够很好地消除合金表面的加工應力,提高材料的衝擊韌性。 更多鎢鉬相關內容,請查看 http://news.chinatungsten.com/big5/tungsten-news 電子郵件: sales@chinatungsten.com 電話: +86 592 5129696/86 592 5129595 傳真: +86 592 5129797 中鎢在線微信公眾號,每日提供鎢鉬稀土最新行情,手機掃描二維碼輕鬆關注

影響硬質合金密度的因素

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 硬質合金密度是指合金質量與其體積的比值,是材料中一項重要的力學性能,與材料成分、原料配比、微觀結構、生産工藝、工藝參數等因素有關。一般來說,密度不同的硬質合金的應用領域也有所不一樣。下面主要介紹的是合金密度的影響因素。 1.材料成分 硬質合金既可以由碳化鎢粉(WC粉)和鈷粉(Co粉)兩種粉末組成,也可以由WC粉、TiC粉(碳化鈦粉)和Co粉三種粉末組成,甚至可以由WC粉、TiC粉、TaC粉(碳化鉭粉)、NbC粉(碳化鈮粉)和Co粉組成。由于合金材料的成分不同,所以合金的密度也不一樣,但相差不多:YG6合金密度14.5-14.9g/cm³,YT5合金密度12.5-13.2g/cm³, YW1合金密度12.6-13.5g/cm³。 一般來說,鎢鈷(YG)類硬質合金密度隨著WC粉末含量增加而升高,比如WC粉含量爲94%的合金(YG6合金)密度爲14.5-14.9g/cm³,WC粉含量爲85%的合金(YG15合金)密度爲13.9-14.2g/cm³。 鎢鈦鈷(YT)類硬質合金金密度隨著TiC粉末含量增加而降低,比如TiC粉含量爲5%的合金(YT5合金)密度爲12.5-13.2g/cm³,TiC粉含量爲15%的合金(YT15合金)密度爲11.0-11.7g/cm³。 此外,在化學成分和空隙一定的情况下,硬質合金的密度與其缺碳相(η相)和游離碳有關。在WC+γ+η三相區內,隨碳量减少,η相增加,鈷含量减小,鎢含量增加,密度增大;反之,隨碳量增加,密度减小。在WC+γ二相區內,隨碳量减少,γ相中W含量增加,密度增大。一般淶水,碳含量增加0.1~0.13%,合金密度約下降0.1g/cm3。 中鎢在綫碳化鎢粉末圖片 2.微觀結構 孔隙度主要是氣孔和收縮引起的,是判定硬質合金質量好壞的重要標志。硬質合金孔隙形成的原因主要包括過燒、有機物夾雜、金屬夾雜、壓制性能不佳、成型劑不均勻等。 由于孔隙的存在,合金的實際密度小于理論密度。在一定重量下,孔隙越大或越多,合金的密度越小。 3.生産工藝 包括粉末冶金工藝和注射成型技術。在壓制與燒結過程中産生的滲碳、欠燒、髒化、鼓泡、脫皮和未壓好等缺陷,都會導致硬質合金密度降低。 4.工作環境 一般來說,隨著溫度或壓力的變化,合金的體積或密度也會發生相應的變化,但是變化不大,可以忽略。 中鎢在綫硬質合金球齒圖片 更多鎢鉬相關內容,請查看 htt...

影響硬質合金硬度的因素

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 作爲硬質合金的一項重要力學性能指標,硬度(Hardness/Stiffness)是指合金材料抵抗其它硬物壓入引起凹陷變形的能力。硬質合金因具有較高的硬度(86~93HRA/69~81HRC),而深受航天、航空、航海、國防、軍工等領域的歡迎。但也正是由于這個特性,導致它很難製成形狀複雜的器具,因爲加工時很容易斷裂。一般來說,硬質合金的斷裂性能越好,硬度越低。 影響硬質合金硬度的因素主要有以下幾個:化學成分,化學成分質量(如純度、粒度等),合金內部結構,生産工藝和工作溫度。 中鎢在綫硬質合金條圖片 1.化學成分及其質量 從概念上來看,硬質合金是由硬質相(如碳化鎢粉末、碳化鈦粉末、碳化鈮、碳化鉭等)和粘結相(如鈷粉、鎳粉、鐵粉等)共同組合成的一種高硬脆材料,其硬度會因爲硬質相和粘結相的數量、種類和含量的不同而發生改變。 一般來說,硬質化合物如碳化鎢粉末含量越高,合金的硬度越低,反之則越高,比如YG8合金的硬度不低于89.5HRA,YG15合金的硬度則不低于87HRA;但需要注意的是,當硬質相含量達到臨界值時,硬度會在一定範圍內波動。注:YG類合金是指鎢鈷類硬質合金,主要成分是碳化鎢和鈷,牌號由“YG”和平均含鈷量的百分數組成,如YG6是指鈷平均含量爲6%,其餘爲碳化鎢粉的合金。 YT15合金的硬度不低于91HRA,YG15合金的硬度不低于87HRA,這兩類合金都含有碳化鎢粉和鈷粉材料,但由于前者還含有碳化鈦粉末,合金的硬度就不同。注:YT類硬質合金是指鎢鈦鈷類硬質合金,主要成分是碳化鎢、碳化鈦和鈷,牌號由“YT”和碳化鈦平均含量組成,如YT15是指碳化鈦平均含量爲15%,其餘爲碳化鎢粉和鈷粉的合金。 另外,碳含量不同,硬質合金的硬度也不一樣。缺碳時,産生硬脆的η相,相當鈷含量减小,幷使碳化鎢晶粒細化,因而使合金的硬度升高;但嚴重缺碳時,η相過多硬度反而下降;過量的碳,會使合金産生軟相石墨夾雜,進而大幅度降低硬度。 隨著鈷相平均自由程的增加,硬質合金的硬度會减小。微粒的平均自由程是指微粒與其他微粒碰撞所通過的平均距離,用λ表示,單位爲米。 當原料及其配比相同時,碳化鎢粉末純度越高或顆粒尺寸越小,合金的硬度越大;反之硬度則越小。 2.內部結構 硬質合金的結構包括不均勻結構和均勻結構,其中不均勻結構有包括蜂窩結構、梯度結構等。梯度結構硬質合金材料由于組織不均勻,其硬度...

影響硬質合金斷裂韌性的因素

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 硬質合金是由難熔金屬硬質化合物如碳化鎢粉末、碳化鉭和粘結金屬如鈷、鎳、鐵等元素通過粉末冶金工藝、注射成型技術或3D打印工藝製成的一種合金材料,具有出色的物理和化學性能,比如較好的斷裂韌性、較大的硬度、優良的耐熱性等。 硬質合金斷裂韌性是指材料阻止宏觀裂紋失穩擴展能力的度量,是材料固有的特性,只與材料本身、生産工藝和後處理有關,與裂紋本身的大小、形狀及外加應力大小無關。具有來說,影響合金斷裂韌性的因素有以下幾個方面: 中鎢在綫硬質合金棒圖片 1.化學成分 硬質合金的斷裂韌性除了與硬質相和粘結相的數量、種類和含量有關之外,還與原料的純度、粒度和粒度分布等因素有關。 一般來說,粘結相如金屬鈷的含量越大,合金的斷裂韌性越好,反之則越差,但需要注意的是,即使硬質相含量很高,斷裂韌性值也是在一定範圍內波動;在原料配比和生産工藝等因素相同的條件下,碳化鎢粒度越大,合金的斷裂韌性越好,反之則越差。 總的來說,高鈷粗晶的合金的斷裂韌性值較大,斷裂韌性較好;低鈷細晶的合金的斷裂韌性值較小,斷裂韌性較差。注:合金中硬質相貢獻耐磨性,粘結相貢獻韌性。 2.內部結構 硬質合金的結構包括不均勻結構和均勻結構,其中不均勻結構有包括蜂窩結構、梯度結構等。 與均勻結構合金相比,不均勻結構合金的斷裂韌性更好。蜂窩結構硬質合金兼有良好的韌性和耐磨性;梯度結構硬質合金的斷裂較複雜,與空間位置有關:當裂紋從富陶瓷區向富金屬區擴展時,材料的斷裂韌性會顯著增加。 3.生産工藝 硬質合金的生産工藝主要包括粉末冶金工藝、注射成型技術或3D打印工藝。不論是哪一種生産工藝,碳化鎢粉末的特性尤爲重要,特別是它的顆粒大小。碳化鎢粉末的粒度大小主要取决于原始鎢粉的顆粒大小以及滲碳溫度和時間。通常來說,鎢粉粒度越小,碳化鎢粉末的顆粒尺寸越小。 中鎢在綫硬質合金刀具圖片 4.後處理 燒結後處理方式包括熱處理,磨削和塗層。其中,熱處理的作用是使合金的相成分和結構發生改變,性能提高,性能包括斷裂韌性、衝擊韌性、抗彎强度和疲勞强度。 5.合金截面尺寸 在一定條件下,隨著合金截面尺寸的增加,材料的斷裂韌性下降,最後趨于一個穩定的最低值,即平面應變斷裂韌性KIC。這是一個從平面應力狀態向平面應變狀態的轉化過程。 6.工作環境 在一定條件下,隨著工作溫度的降低,材料的斷裂韌性越來越差,但當到達臨界點時,斷裂韌性值波動範圍較小;隨著...

影響硬質合金矯頑磁力的因素

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 衆所周知,過渡金屬鈷(Co)是一種具有鐵磁性的元素。作爲金屬鈷的一種典型産品,硬質合金在燒結收縮過程中,由于鈷粉與基體碳化鎢(WC)粉末的熱膨脹係數不同,導致合金産生內應力,進而阻礙疇壁運動産生矯頑磁力(矯頑力)。 中鎢在綫硬質合金條圖片 矯頑磁力是硬質合金質量控制十分重要的指標之一,亦是硬質合金産品重要的衡量標準之一。而影響硬質合金矯頑磁力的因素包括化學成分(如WC粉末、Co粉等)、原料配比、碳化物粒度和內部組織結構等。 研究表明,鎢鈷類(YG類)硬質合金在WC粉末晶粒度一定和鈷含量小于10%時,隨著鈷含量的增加,矯頑磁力會下降,且降幅較大;在 WC粉末晶粒度一定和鈷含量大于10%時,隨著鈷含量的增加,合金的矯頑磁力下降幅度會减緩;當WC粉末晶粒度一定時,鈷含量越高,粘結相的平均自由程越大(鈷層厚度越大),合金的矯頑磁力越小,反之鈷含量越低,矯頑磁力越大;當鈷含量一定時,WC粉末晶粒度越小,合金的矯頑磁力越大,反之WC粉末晶粒度越大,矯頑磁力越小,這也就說明了細晶粒合金的矯頑力大于粗晶粒合金的矯頑力。 中鎢在綫WC粉末圖片 在鎢鈦鈷類(YT類)硬質合金中,其矯頑磁力除了受鈷含量和WC粉末晶粒度的影響之外,還受鈦相的晶粒度影響。與鈷含量及碳化物相晶粒度相同的YG類合金相比,YT類硬質合金的矯頑力更高,主要是歸因于TiC(碳化鈦)密度較小,鈷所占的體積分數較小,分散程度較高。例如,YT30的合金矯頑力大于YG合金的矯頑力。 在實際生産過程,影響碳化鎢粒度的因素都會改變合金矯頑磁力的大小,比如WC粉末的純度、原始顆粒大小和濕磨時間,燒結溫度和時間等。一般來說,濕磨時間越長,WC粉末越細,合金的矯頑力越高;合金欠燒,矯頑力較高;合金過燒,矯頑力較低;燒結時冷却速度越大,合金的矯頑力越高;合金中出現滲碳,矯頑力較低;合金中出現脫碳,矯頑力較高。 注:內應力(Interior Stress)是指當外部荷載去掉以後,仍殘存在物體內部的應力,是由于材料內部宏觀或微觀的組織發生了不均勻的體積變化而産生的。 疇壁(Domain Wall)是爲减少交換能的增加,相鄰磁疇之間的原子磁矩經過一個磁矩方向逐漸變化的過渡區域。 平均自由程(The Mean Free Path Of A Particle):在一定的條件下,一個氣體分子在連續兩次碰撞之間可能通過的各段自由程的平均值,微...