相變態與動力學

吉尼爾-普雷斯頓區(Guinier-Preston zones)

/ gee-NYAY PRESS-tun /

在時效硬化最早的階段,還沒有任何真正的新相顆粒存在之前,被困住的溶質原子先擠在一起,形成僅一兩個原子厚的超薄團簇,仍然坐落在母晶格上。這些析出的第一絲徵兆就是吉尼爾-普雷斯頓區,以兩位用 X 光散射偵測到它們的科學家命名。

GP 區是微小的共格團簇。共格是指它們的原子平面與周圍基地連續地對齊,所以它們是使周圍晶格產生應變,而不是形成一個明銳的界面。那個應變場正是差排難以擠過去的東西,所以 GP 區本身就已經帶來很大的強化。它們是一個序列的第一步:過飽和固溶體,接著 GP 區,接著過渡析出物(部分共格),接著平衡析出物(非共格、粗大)。

許多鋁合金的峰值強度來自 GP 區、或緊隨其後的細小過渡析出物,而不是來自粗大的平衡相,後者其實對應軟化的過時效狀態。所以了解 GP 區就能解釋為什麼時效硬化早早到峰、遲遲衰退,也解釋為什麼在室溫的自然時效能在短短幾天內強化合金。

在 Al-Cu 中,富銅的 GP 區僅幾個原子厚,在室溫下幾小時內就形成,是剛淬火的鉚釘放著就變硬的主要原因。

最初的共格團簇:小、帶應變,卻是極有效的障礙物。

GP 區是共格團簇,不是平衡析出物;諷刺的是粗大的平衡相帶來的強度反而較少,因為峰值硬度來自這些早期、細小、共格的階段。

又稱
GP zonesGP 區