陸佩文版無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題及解答第七章相變

1/8陸佩文版無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題及解答第七章相變第七章相變7－2什么叫相變？按照相變機(jī)理來劃分,可分為哪些相變?發(fā)解:相變驅(qū)動力是在相變溫度下新舊相的體自由能之差(),而且是新相形成的必要定其相變驅(qū)動力的大小。過冷度是相變臨界溫度與實際轉(zhuǎn)變溫度之差,相變形核的熱力學(xué)條件是要有過冷核-生成相變有何差別？位移(均勻或不均勻)并由此產(chǎn)生形狀改變和表面浮凸、曾狀。2/8陸佩文版無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題及解答第七章相變(1)調(diào)幅分解屬于連續(xù)型相變。它是一種無熱力學(xué)能壘、無形核的固態(tài)相變。脫溶分解是形核-長大(2)調(diào)幅分解初期,母相內(nèi)的成分起伏是逐步建立起來的,兩相的成分隨時間增加而連續(xù)變化并曾正(3)調(diào)幅分解在母相中均勻的發(fā)生；脫溶分解晶核一般在晶體缺陷處形成。(4)調(diào)幅分解中的增幅過程是通過上坡擴(kuò)散。沉淀相晶核的形成是通過下坡擴(kuò)散。分解中的兩個偏聚區(qū)曾不明晰共格界面。沉淀相與母相曾明細(xì)界面。(6)調(diào)幅分解組織結(jié)構(gòu)規(guī)則,脫溶分解組織的均勻性較差。7-8當(dāng)一種純液體過冷到平衡凝固溫度(T)以下時，固相與液相間的自由焓差越來越負(fù)。試證明0在溫度T附近隨溫度變化的關(guān)系近似地為：，式中?H<0為凝固潛熱。0V3/8陸佩文版無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題及解答第七章相變,,7－9在純液體平衡凝固溫度T以下，臨界相變勢壘隨溫度下降而減小，于是有一個使熱起0伏活化因子exp0表達(dá)式)將將則令則故當(dāng)時,exp()有極大值。7-10為什么在成核一生長機(jī)理相變中,要有一點過冷或過熱才能發(fā)生相變？什么情況下需過冷，什解:由熱力學(xué)公式4/8陸佩文版無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題及解答第七章相變得，要使相變自發(fā)進(jìn)行，須使,則則對于放熱過程如結(jié)晶,凝聚，則,,必須過冷。對于吸熱過程如蒸發(fā),熔融,則,,必須過熱。??h與接觸角θ的關(guān)系,并證明當(dāng)時，△G*是均勻成核活化能的一半。h解:5/8陸佩文版無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題及解答第七章相變(2)(3)(4)則(5)則(5)將(2)(3)(4)(5)代入(1)式，并令,則7-13鐵的原子量為55.84,密度為7．3g／cm3，熔點為1593℃，熔化熱為11495J/mol，固-液界面能為2.04×10-5J/cm2,試求在過冷度為10℃、100℃時的臨界晶核大小，并估計這些晶核分別由多少個晶胞所組成(已知鐵為體心立方晶格,晶格常數(shù)a=0.305nm)。晶核體積為,晶胞的體積為,則晶胞的個數(shù)為m6/8陸佩文版無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題及解答第七章相變個個Jm此時晶胞的個數(shù)為個。熔體冷卻結(jié)晶過程中,在1000℃時，單位體積自由焓變化△G418J/cm3;在900℃V是2090J／cm3。設(shè)固－液界面能5×10-5J/cm2，求:(1)在900℃和1000℃時的臨界晶核半徑;(2)在900℃和1000℃時進(jìn)行相變所需的能量。9900℃時，(2)JJJ7/8陸佩文版無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題及解答第七章相變而立方體表面積6a3>球形的表面積則7-16銅的熔點T=1385k,在過冷度△T=0.2T的溫度下,通過均相成核得到晶體銅。計算該溫度下mmJcma=0.3615nm)解:由晶核體積為,晶胞的體積為,則晶胞的個數(shù)為將已