固態(tài)相變?cè)砜荚囋囶}+答案

1、固態(tài)相變?cè)砜荚囋囶}、（20 分）1、試對(duì)固態(tài)相變地相變阻力進(jìn)行分析固態(tài)相變阻力包括界面能和應(yīng)變能，這是由于發(fā)生相變時(shí)形成新界面，比容不同都需要消耗能量（1） 界面能：是指形成單位面積地界面時(shí)，系統(tǒng)地赫姆霍茨自由能地變化值 與大小和化學(xué)鍵 地?cái)?shù)目、強(qiáng)度有關(guān)共格界面地化學(xué)鍵數(shù)目、 強(qiáng)度沒有發(fā)生大地變化，最?。话牍哺窠缑?產(chǎn)生錯(cuò)配位錯(cuò)，化學(xué)鍵發(fā)生變化，次之；非共格界面化學(xué)鍵破壞最厲害，最大（2）應(yīng)變能 錯(cuò)配度引起地應(yīng)變能 （共格應(yīng)變能）：共格界面由錯(cuò)配度引起地應(yīng)變能最大，半共格界面次之，非共格界面最小 比容差引起地應(yīng)變能（體積應(yīng)變能）：和新相地形狀有關(guān)” 球狀由于比容差引起地應(yīng)變能最大 ，針狀次之

2、，片狀最小.2、分析晶體缺陷對(duì)固態(tài)相變中新相形核地作用固相中存在各種晶體缺陷，如空位、位錯(cuò)、層錯(cuò)、晶界等 ，如果在晶體缺陷處形核，隨 著核地形成，缺陷將消失，缺陷地能量將給出一供形核需要 ，使臨界形核功下降，故缺陷促 進(jìn)形核（1）空位：過飽和空位聚集，崩塌形成位錯(cuò)，能量釋放而促進(jìn)形核，空位有利于擴(kuò)散，有利于形核（2）位錯(cuò)： 形成新相，位錯(cuò)線消失，會(huì)釋放能量，促進(jìn)形核 位錯(cuò)線不消失，依附在界面上，變成半共格界面，減少應(yīng)變能 位錯(cuò)線附近溶質(zhì)原子易偏聚 位錯(cuò)是快速擴(kuò)散地通道 位錯(cuò)分解為不全位錯(cuò)和層錯(cuò)Aaromon 總結(jié)：，形成濃度起伏，利于形核，有利于形核刃型位錯(cuò)比螺型位錯(cuò)更利于形核；較大柏氏矢量地

3、位錯(cuò)更容易形核；位錯(cuò)可纏繞，割階處形核;單獨(dú)位錯(cuò)比亞晶界上位錯(cuò)易于形核；位錯(cuò)影響形核，易在某些慣習(xí)面上形成（3）晶界：晶界上易形核，減小晶界面積，降低形核界面能、（20 分）已知調(diào)幅分解1、試分析發(fā)生調(diào)幅分解地條件只有當(dāng)R （入） 0,振幅才能隨時(shí)間地增長而增加，即發(fā)生調(diào)幅分解要使R （ X） 0,得且令R （ X） =0得Xc臨界波長，則 疋Xc時(shí),偏聚團(tuán)間距小，梯度項(xiàng)很大，R （ X） 0,不能發(fā)生；入 Xc時(shí),隨著波長增加，下降，易滿足，可忽略梯度項(xiàng)，調(diào)幅分解能發(fā)生2、 說明調(diào)幅分解地化學(xué)拐點(diǎn)和共格拐點(diǎn)，并畫出化學(xué)拐點(diǎn)、共格拐點(diǎn)和平衡成分點(diǎn)在溫度成分坐標(biāo)中地變化軌跡化學(xué)拐點(diǎn)：當(dāng) G =0

4、時(shí)即為調(diào)幅分解地化學(xué)拐點(diǎn)；共格拐點(diǎn)：當(dāng)G +2#Y=0時(shí)為共格拐點(diǎn)，與化學(xué)拐點(diǎn)相比共格拐點(diǎn)地濃度范圍變窄了，溫度范圍也降低了 3、請(qǐng)說明調(diào)幅分解與形核長大型相變地區(qū)別調(diào)幅分解與形核長大型相變地區(qū)別調(diào)幅分解形核長大型變形成分連續(xù)變化，最后達(dá)到平衡始終保持平衡，不隨時(shí)間變化相界面開始無明顯相界面，最后才變明顯始終都有明顯地相界面組織形 態(tài)兩相大小分布規(guī)則，組織均勻，不呈球 狀大小不一，分布混亂，常呈球狀，組織均勻性 差結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)與母相一致，成分與母相不冋結(jié)構(gòu)、成分均不同、（20 分）1、闡明建立馬氏體相變晶體學(xué)表象理論地實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和基本原理（1）實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ) 在宏觀范圍內(nèi)，慣習(xí)面是不應(yīng)變面（不轉(zhuǎn)變、不畸變

5、）； 在宏觀范圍內(nèi)，馬氏體中地形狀變形是一個(gè)不變平面應(yīng)變； 慣習(xí)面位向有一定地分散度（指不同片、不同成分地馬氏體）； 在微觀范圍內(nèi)，馬氏體地變形不均勻，內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻，有亞結(jié)構(gòu)存在（片狀馬氏體為 孿晶，板條馬氏體為位錯(cuò)）（2 ）基本原理在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，提出了馬氏體晶體學(xué)表象理論，指出馬氏體相變時(shí)所發(fā)生地整個(gè)宏觀應(yīng)變應(yīng)是下面三種應(yīng)變地綜合： 發(fā)生點(diǎn)陣應(yīng)變（Bain應(yīng)變），形成馬氏體新相地點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)但是Bain應(yīng)變不存在不變平面，不變長度地矢量是在圓錐上，所以要進(jìn)行點(diǎn)陣不變切變 簡(jiǎn)單切邊，點(diǎn)陣不變非均勻切變，在馬氏體內(nèi)發(fā)生微區(qū)域變形，不改變點(diǎn)陣類型，只改變形狀，通過滑移、孿生形成無畸變面 剛體轉(zhuǎn)動(dòng)，得

6、到地?zé)o畸變地平面轉(zhuǎn)回到原來地位置去，得到不畸變、不轉(zhuǎn)動(dòng)地平面.用W-R-L理論來表示：R=RPB，R為不變平面應(yīng)變地形狀變形 ，B為Bain應(yīng)變、用 主軸應(yīng)變來表示，R為剛體轉(zhuǎn)動(dòng)、可以用矩陣來表示，P為簡(jiǎn)單應(yīng)變.2、闡明馬氏體相變熱力學(xué)地基本設(shè)想和表達(dá)式地意義答：基本設(shè)想：馬氏體相變先在奧氏體中形成同成分地體心核胚，然后體心核胚再轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體M.所以馬氏體相變自由能表達(dá)式為：Ag= Ag+也G 3式中： -G 表示奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體地自由能差 .，此時(shí)溫度為Ms溫度. .G二表示母相中形成同成分地體心核胚時(shí)地自由能變化，定義為T0溫度丫與a地平衡溫度,，為T C（r” .由此可見在大粒子 n和

7、小粒子2之間地基體中存在濃度梯度，因此必然有一個(gè)擴(kuò)散流，在濃度梯度地作用下，大粒子通過 吸收基體中地溶質(zhì)而不斷長大，小粒子則要不斷溶解、收縮，放出溶質(zhì)原子來維持這個(gè)擴(kuò)散流.所以出現(xiàn)了大粒子長大、小粒子溶解地現(xiàn)象需要畫圖輔助說明！2、 根據(jù)沉淀相粒子粗化公式：，分析粒子地生長規(guī)律（奧斯瓦爾德熟化）一車一車-3當(dāng)時(shí)，r= r，7=0粒子不長大；當(dāng)時(shí)，rr，了 r，頁0粒子長大； r 當(dāng)時(shí)，r=2 r，J最大，長大最快； 長大過程中，小粒子溶解，大粒子長大，粒子總數(shù)減小，r增加，更容易滿足，小粒子溶解更快； 溫度T升高，擴(kuò)散系數(shù)D增大，使：t增大所以當(dāng)溫度升高，大粒子長大更快，小粒子溶解更快五、（20分）已知新相地長大速度為：1、試分析過冷度對(duì)長大速度地影響過冷度很小，？gv很小，？gv隨過冷度地增加而增加，？gv越小長大速率越大，表明：長大速度u與過冷度或者成正比，也就是當(dāng)T下降，過冷度增大，上升，長大速度u增大（1）過冷度很很大，？gv/kT很大，exp（-?g