第三章课后作业VIP专享VIP免费

第三章课后作业练习一一、填空题1、凝固是物质由液相转变为固相的过程。包括由液体向晶态固体转变，称为，及由液体向非晶态固体转变，称为。2、物质体积自由能G随温度上升而，液相体积自由能GL随温度上升而下降的斜率固相体积GS的斜率。3、当T＜Tm时，固-液体积自由能之差：ΔGV=GS－GL之值零，ΔGV称为。其表达式为：。4、由公式可以看出，是影响相变驱动力的决定因素，过冷度ΔT，凝固相变驱动力ΔGV越大。5、设固相表面曲率k>0，由于曲率的影响物质的实际熔点比平衡熔点Tm（r=∞时）要。6、对于固态密度低于液态密度的物质，当系统的外界压力升高时，物质熔点必然随之。对于象Sb,Bi,Ga等少数物质，固态时的密度低于液态的密度，压力对熔点的影响与上述情况。7、特定温T*下液、固相成分达到平衡时，溶质平衡分配系数K0定义的数学表达式为：。8、假设液相线及固相线为直线，则随温度的上升，溶质平衡分配系数K0为。9、对于K0＜1，固相线、液相线张开程度，K0越小，固相成分开始结晶时与终了结晶时差别越大，最终凝固组织的成分偏析越。因此，常将∣1-K0∣称为“”。二、解答题：1、从热力学角度证明：＞，并说明此式的含义。2、从热力学角度证明凝固相变驱动力的表达式：。3、在右图中，液态合金成分为C0。假设在冷却过程中按平衡方式凝固（液相及固相成分均按相图变化），在图上分别标出T1，T2及任意特定温度T*与液相线、固相线的交点的成分，以及两个空白的()中的相区。4、根据K0的热力学表达公式[教材（3-11）（3-12）]，说明：（1）溶质平衡分配系数K0主要取决于哪两方面热力学因素？（2）若假设K0＜1的条件是什么？为什么？练习二一、填空题1、一般来说凝固形核是以方式进行的，即依靠或界面提供的衬底进行生核过程，（亦称“形核”或“形核”）。2、均质晶核形成时，设晶核为球体，系统自由能变化由两部分组成，其中，液-固体积自由能之差（由引起）为相变，而固-液界面能（由引起）则相变。3、球状固体质点从金属液中开始形成时，只有其半径r大于临界晶核半径r*时，其统自由能ΔG随r增大而，固体质点才能稳定存在，称为；而在r＜r*时，随r增大而，这时不稳定的固体质点还不能称为晶核，而只能称为。对应于r=r*的系统自由能最大值ΔG*称为。4、临界晶核半径r*与过冷度ΔT成关系。形核功与过冷度的关系为ΔG*∝Δ，过冷度ΔT，ΔG*越大，ΔT→0时，ΔG*→，这表明过冷度很小时，也从数学上证明了为什么物质凝固必须要有一定。5、形核功ΔG*的大小为临界晶核表面能的,它是均质形核所必须克服的。形核功由熔体的“能量起伏”提供。因此，过冷熔体中形成的晶核是“起伏”及“起伏”的共同产物。6、过冷度ΔT增大，r*及ΔG*下降，形核率I。对于一般金属，过冷度ΔT较小时，均质形核的形核率几乎始终为。当温度降到某一程度，达到临界过冷度（ΔT*），形核率迅速。研究表明，ΔT*≈Tm左右，可见，均质形核需要的过冷度。7、非均质形核与均质形核临界半径r*。通常情况下，非均质形核功ΔG远均质形核功ΔG，非均质形核过冷度ΔT*比均质形核的要。8、新生晶体与杂质基底之间的界面张力σSC越小，接触角（润湿角），则ΔG，夹杂界面的非均质形核能力，形核过冷度ΔT*。9、基底晶体与结晶相的晶格错配度越小，共格情况，界面张力，越容易进行非均质形核。10、一般认为：≤，为完全共格，非均质形核能力强；＜＜，为部分共格，杂质基底有一定的非均质形核能力；＞25%，为，杂质无非均质形核能力。二、选择题1、右图所示均质形核情形下三种半径与温度的关系，下面哪种说法是错误的？A.临界晶核半径r*与过冷度ΔT成反比，即ΔT越大（温度越低），则r*越小。B.液体中原子团簇的统计平均尺寸r°随温度降低（ΔT增大）而增大。C.过冷度达到ΔT*之后，原子团簇平均半径r°已达临界尺寸，开始大量形核。ΔT*理解为大量形核过冷度。D.只有过冷度ΔT达到或超过ΔT*，才可能有稳定晶核存在。2、非均质形核与均质形核相比，下面哪一种说法的是正确的？A.两者临界半径r*相同，形核功ΔG也相同，但前者临界过冷度ΔT*比后者小很多。B.两者临界半径r*相同，但ΔG远小于ΔG，前者ΔT*比后者小很多。C.前...