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鋁合金的固溶強(qiáng)化原理基于合金中的固溶體強(qiáng)化機(jī)制。純鋁的強(qiáng)度較低，而通過添加其他元素制成的鋁合金可以顯著提高其機(jī)械性能。固溶強(qiáng)化是增強(qiáng)鋁合金強(qiáng)度的一個重要手段，該過程涉及以下主要原理：

1. **原子尺寸不匹配**：當(dāng)替代或間隙溶質(zhì)原子的尺寸與基體鋁原子的尺寸不同時，這些溶質(zhì)原子會在晶體中引入應(yīng)力場，導(dǎo)致晶格扭曲。由于溶質(zhì)原子與基體原子尺寸的不完全匹配，溶質(zhì)原子周圍鋁原子的排列會受影響，形成了局部的應(yīng)力場。這種應(yīng)力場可以妨礙位錯的運(yùn)動，因此增加了鋁合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。

2. **電子濃度差異**：不同元素的價電子數(shù)不同，導(dǎo)致電子濃度的差異，當(dāng)溶質(zhì)原子加入到鋁基體中時，可以改變電子密度，間接影響位錯運(yùn)動。

3. **位錯運(yùn)動受阻**：固溶強(qiáng)化的一個結(jié)果是阻礙位錯的滑移。溶質(zhì)原子所產(chǎn)生的應(yīng)力場增加了鋁合金晶格中位錯移動的難度，從而提高材料的屈服應(yīng)力（應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的偏移）。

4. **濃度巨梯度**：在合金化后，如果溶質(zhì)原子和基體原子在晶體中的分布不均勻，會產(chǎn)生濃度梯度，這種濃度梯度也可以對位錯的運(yùn)動造成阻礙。

通過上述固溶體強(qiáng)化作用，鋁合金的硬度、強(qiáng)度和抗腐蝕性能等均能得以提高。常見用于固溶強(qiáng)化鋁合金的元素包括銅、鎂、鋅、硅等。例如，7075鋁合金含有銅、鎂和鋅，具有良好的機(jī)械性能，是航空航天工業(yè)中常用的結(jié)構(gòu)材料之一。