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正电子湮灭是一种重要的物理现象。正电子是电子的反粒子，带正电荷。当正电子与电子相遇时，会发生湮灭反应，两个粒子的质量完全转化为能量，产生两个能量为511千电子伏特的光子。这个过程遵循能量守恒和动量守恒定律。
正电子湮灭谱学包括两种主要技术。正电子湮灭寿命谱测量正电子从产生到湮灭的时间分布，可以获得不同寿命成分的信息。多普勒展宽谱测量湮灭光子的能量分布，通过分析谱线形状提取S参数和W参数，这些参数反映了电子动量分布的特征。
合金材料中存在多种类型的缺陷结构。空位是原子缺失形成的点缺陷，空位团簇是多个空位聚集形成的缺陷。位错是线缺陷，晶界是不同晶粒之间的界面，相界面是不同相之间的边界。这些缺陷的尺寸从纳米到微米不等，对合金的力学性能、电学性能和化学性能都有重要影响。
正电子在合金中经历复杂的物理过程。首先正电子被热化到热平衡态，然后在晶格中扩散运动。当遇到缺陷时，正电子会被捕获，因为缺陷处的电子密度较低。不同类型的缺陷具有不同的捕获截面和湮灭寿命。体相中的湮灭寿命约为110皮秒，而空位缺陷中的寿命可达160皮秒。
以铝合金为例展示空位缺陷的表征过程。通过对比铸态和退火态样品的寿命谱，可以观察到退火处理显著降低了长寿命成分的强度，表明空位浓度减少。通过定量分析不同温度下的空位浓度变化，建立了空位浓度与热处理温度的关系曲线，为优化合金热处理工艺提供了科学依据。