熔化潜热使晶粒瓦解，液体原子具有更高
的能量，而金属的温度并不升高。从热力学角度，在恒压时，外界所供给的潜热，除使体积
膨胀做功外，还增加系统的内能，如式（１１）所示。在等温等压下，熵值的增量如式（１２）
所示。
系统熵值增加表示原子排列发生紊乱。因此，熔化过程就是金属从规则的原子排列突变
为紊乱的非晶态结构的过程。
２液态金属的结构
（１）从物质熔化 （汽化）过程对液态金属结构的认识 如表１１所示，金属物质熔化时
的体积一般仅增加３％～５％，即原子平均间距仅增加１％～１５％，熔化时的熵值变化量远
小于加热膨胀过程。
① 钢球模型 假设液态金属是均质的、密度集中的、
列紊乱的原子堆积体。其中既无晶体区域，又无大到足
容纳另一原子的空穴。在构建液体结构几何模型的实验
，用无规则堆积的钢球灌以油漆，固化后统计单个球接
点的数目。根据统计结果可确定该结构的平均配位数，
液态结构的平均配位数。发现，在紊乱密集的球堆中存
高度致密区，其统计结构获得的偶分布函数ｇ（ｒ）与液体
的衍射实验结构很好吻合。钢球模型形象地描述了液体
程有序远程无序的特征，为奠定液体结构的统计几何基
做出了重要贡献。
１金属晶体中的原子结合、加热膨胀、熔化
晶体的结构和性能主要决定于组成晶体的原子结构和它们之间的相互作用力与热运动。
各种不同的晶体其结合力的类型和大小是不同的。但是在任何晶体中，两个原子间的相互作
图１１ Ａ、Ｂ原子作用力Ｆ和
势能Ｗ 与原子间距Ｒ的关系
用力或相互作用势能与它们之间距离的关系在性质上是相同的，如图１１所示。图１１（ａ）
表示原子间相互作用力Ｆ随原子间距离Ｒ的变化规律。当两个原子相距无穷远时，相互作
用力为零，当两原子靠近时，原子间产生吸引力 （Ｆ＜０），
并随距离的缩短而增大。随着距离的继续缩短，到达Ｒ＝
Ｒ１ 时，吸引力大。
