第九章答案 9-2 什么叫相变
按照相变机理来划分,可分为哪些相变
解:相变是物质系统不同相之间的相互转变
按相变机理来分,可以分为扩散型相变和非扩散型相变和半扩散型相变
依靠原子或离子长距离扩散进行的相变叫扩散型相变
非扩散型型相变指原子或离子发生移动,但相对位移不超过原子间距
9-3 分析发生固态相变时组分及过冷度变化相变驱动力的影响
解:相变驱动力是在相变温度下新旧相的体自由能之差(),而且是新相形成的必要条件
当两个组元混合形成固溶体时,混合后的体系的自由能会发生变化
可以通过自由能-成分曲线来确定其相变驱动力的大小
过冷度是相变临界温度与实际转变温度之差,相变形核的热力学条件是要有过冷度
已知驱动力与过冷度之间的关系是:,这进一步说明了形核的热力学条件
9-4 马氏体相变具有什么特征
它和成核-生成相变有何差别
解: 马氏体相变是替换原子经无扩散切变位移(均匀或不均匀)并由此产生形状改变和表面浮凸、曾不变平面应变特征的一级形核、长大的相变
特征:具有剪切均匀整齐性、不发生原子扩散、相变速度快、相变有一定范围、有很大的切变型弹性应变能
成核-生长过程中存在扩散相变,母相与晶相组成可相同可不同,转变速度较慢,无明显的开始和终了温度
9-5 试分析应变能及表面能对固态相变热力学、动力学及新相形状的影响
解:物质的表面具有表面张力σ ,在恒温恒压下可逆地增大表面积dA,则需功σ dA,因为所需的功等于物系自由能的增加,且这一增加是由于物系的表面积增大所致,故称为表面自由能或表面能
应变能和表面能可以影响相变驱动力的大小,和新相的形状
9-6 请分析温度对相变热力学及动力学的影响
解:当温度降低,过冷度增大,成核势垒下降,成核速率增大,直至达到最大值;当温度继续下降,液相粘度增加,原子或分子扩散速率下降
温度过高或过低对成核和生长速率均不利,只有在一定