材料科學(xué)基礎(chǔ)第三章答案

1、第三章1.試述結(jié)晶相變的熱力學(xué)條件、動(dòng)力學(xué)條件、能量及結(jié)構(gòu)條件。2.如果純鎳凝固時(shí)的最大過(guò)冷度與其熔點(diǎn)（tm＝1453℃）的比值為0.18，試求其凝固驅(qū)動(dòng)力。（ΔH＝18075Jmol）3.已知Cu的熔點(diǎn)tm＝1083℃，熔化潛熱Lm＝1.88103Jcm3，比表面能σ＝1.44105Jcm3。（1）試計(jì)算Cu在853℃均勻形核時(shí)的臨界晶核半徑。（2）已知Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為63.5，密度為8.9gcm3求臨界晶核中的原子數(shù)。4.試推導(dǎo)

2、杰克遜（K.A.Jackson）方程5.鑄件組織有何特點(diǎn)？6.液體金屬凝固時(shí)都需要過(guò)冷，那么固態(tài)金屬熔化時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱，為什么？7.已知完全結(jié)晶的聚乙烯（PE）其密度為1.01gcm3低密度乙烯（LDPE）為0.92gcm3，而高密度乙烯（HDPE）為0.96gcm3，試計(jì)算在LDPE及HDPE中“資自由空間”的大小。8欲獲得金屬玻璃，為什么一般選用液相線很陡從而有較低共晶溫度的二元系？9.比較說(shuō)明過(guò)冷度、臨界過(guò)冷度、動(dòng)態(tài)過(guò)冷度等概念

3、的區(qū)別。10.分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系。11.什么叫臨界晶核？它的物理意義及與過(guò)冷度的定量關(guān)系如何？12.簡(jiǎn)述純金屬晶體長(zhǎng)大的機(jī)制。13.試分析單晶體形成的基本條件。14.指出下列概念的錯(cuò)誤之處，并改正。(1)所謂過(guò)冷度，是指結(jié)晶時(shí)，在冷卻曲線上出現(xiàn)平臺(tái)的溫度與熔點(diǎn)之差；而動(dòng)態(tài)過(guò)冷度是指結(jié)晶過(guò)程中，實(shí)際液相的溫度與熔點(diǎn)之差。(2)金屬結(jié)晶時(shí)，原子從液相無(wú)序排列到固相有序排列，使體系熵值減少，因此是一個(gè)生長(zhǎng)形態(tài)僅僅是一種推理。(

4、18)液體純金屬中加入形核劑，其生長(zhǎng)形態(tài)總是呈樹枝狀。(19)純金屬結(jié)晶時(shí)若呈垂直方式長(zhǎng)大，其界面時(shí)而光滑，時(shí)而粗糙，交替生長(zhǎng)。(20)從宏觀上觀察，若液－固界面是平直的稱為光滑界面結(jié)構(gòu)，若是金屬鋸齒形的稱為粗糙界面結(jié)構(gòu)。(21)純金屬結(jié)晶時(shí)以樹枝狀形態(tài)生長(zhǎng)，或以平面狀形態(tài)生長(zhǎng)，與該金屬的熔化熵?zé)o關(guān)。(22)金屬結(jié)晶時(shí)，晶體長(zhǎng)大所需要的動(dòng)態(tài)過(guò)冷度有時(shí)還比形核所需要的臨界過(guò)冷度大。1分析結(jié)晶相變時(shí)系統(tǒng)自由能的變化可知，結(jié)晶的熱力學(xué)條件為?

5、G0，才有?GB0。即只有過(guò)冷，才能使?G0。動(dòng)力學(xué)條件為液—固界面前沿液體的溫度TTM(熔點(diǎn))，即存在動(dòng)態(tài)過(guò)冷。玻璃是過(guò)冷的液體。這種液體的黏度大，原子遷移性小，因而難于結(jié)晶，如高分子材料(硅酸鹽、塑料等)在一般的冷卻條件下，便可獲得玻璃態(tài)。金屬則不然。由于液態(tài)金屬的黏度低，冷到液相線以下便迅速結(jié)晶，因而需要很大的冷卻速度(估計(jì)金屬玻璃是通過(guò)超快速冷卻的方法，抑制液—固結(jié)晶過(guò)程，獲得性能異常的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。8HDPE的自由空間為；LDP