名詞解釋
金屬內部存在的大量位錯線,在刃型位錯線附近經常會吸附大量的異類溶質原子(大小不同吸附的位置有差別),形成所謂的“柯氏氣團”。這會影響位錯在外力作用下的移動---抗力會增加，這是有些金屬出現屈服現象的原因。基本原理
一般來說，無論置換固溶體還是間隙固溶體，固溶體的硬度、強度總是比組成它的純金屬要高，並且隨著溶質原子濃度的增加，溶質原子和溶劑原子尺寸差別的增大（置換固溶體情況下），強化的效果加大。比如，低碳鋼在常溫狀態屬於體心立方晶格結構的材料，較小原子半徑的元素如C、N，通常以間隙的形式固溶在鐵的晶格之中，多數合金元素的原子如Nb、V、Ti、Mo、Al等等都置換晶格某個鐵原子的位置的形式。固溶造成晶格的畸變，使鋼的屈服強度提高。這種由於溶質原子的固溶而引起的強化效應，即稱為“固溶強化”。[2] 就固溶強化的微觀機理而言，固溶強化是由於溶質原子和位錯的互動作用的結果。溶質原子和位錯的互動作用就其性質而言，可以是彈性的、化學的、電性的和幾何的等幾種類型。溶質原子可以偏聚到位錯周圍形成各種氣團，也可以是均勻不規則地分布在基體中，這兩種情況都可以使金屬材料的基體造成強化。[3] 在幾種性質類型的互動作用中，溶質原子和位錯的彈性互動作用最為重要。晶體中的溶質原子是點缺陷的一種，會引起其周圍發生彈性畸變。為了簡化處理，假設將這種畸變看作是球形的，它的模型類似於在一個晶體中挖去一個半徑為R0 的空洞，相當於在晶體中取走了一個半徑為R0的溶質原子，然後往空洞處填進一個半徑為R的剛性球（R相當於溶質原子半徑），這樣就會在空洞周圍引起彈性畸變，假如是屬於球形畸變，點缺陷引起的體積變化△V＝4πR03ε，其中ε為失配度（R－R0）/R。因為是球形畸變，它和位錯的正應力場會起作用，位錯中的正應力分量的平均值可以用水靜壓力表示：P=(σxx＋σyy＋σzz)/3。將刃型位錯正應力場表達式代入後整理得到：P=－(1+ν/1－ν) (Gb/π)(y/x2+y2)/3。若以柱坐標表示:P=－(1+ν/1－ν)(Gb/π)(sinθ/r)/3,其中r為點缺陷與位錯間的距離。 當晶體中存在缺陷時,克服位錯應力所做功為:W=－P△V=4(1+ν)GbR03εsinθ/3r(1－ν)。這個功也就是點缺陷和位錯的互動作用能。 由此，可以作出以下幾點討論： （1）如果互動作用能為負值，W<0，則表示位錯和溶質原子相互吸引；如果為正值，W>0，則表示位錯和溶質原子相互排斥。 （2）互動作用能W ∝ r -1 ,即距離位錯中心越近，|W|越大。但是r不能小於位錯寬度，否則無意義。 （3）如果ε>0，表示溶入的溶質原子引起體積膨脹，使互動作用能增加，表示溶質原子和位錯相互排斥。對於正刃型位錯而言，點缺陷所處的位置不同情況不一樣。若π>θ>0,即溶質原子位於正刃型位錯上方，則W>0，位錯和溶質原子相互排斥。若π<θ<2π，即溶質原子位於正刃型位錯下方，W<0，位錯和溶質原子相互吸引。所以，對於半徑大的置換溶質原子，一定是位於位錯受膨脹部分才比較穩定。 （4）如果 ε<0，表示溶質原子溶入後晶體體積收縮，對正刃型位錯而言，若π>θ>0,溶質原子位於位錯上方的受壓縮部分，W<0，即意味著在刃型位錯壓縮區將吸引比溶質原子尺寸小的溶質原子。通常把圍繞位錯而形成的溶質原子聚集物，稱為“柯氏氣團”，它可以阻礙位錯運動，產生固溶強化效應。
