陸佩文版無機材料科學基礎習題及解答第七章相變

1、第七章第七章相變相變72什么叫相變？按照相變機理來劃分，可分為哪些相變解：相變是物質系統(tǒng)不同相之間的相互轉變。按相變機理來分，可以分為擴散型相變和非擴散型相變和半擴散型相變。依靠原子或離子長距離擴散進行的相變叫擴散型相變。非擴散型型相變指原子或離子發(fā)生移動，但相對位移不超過原子間距。73分析發(fā)生固態(tài)相變時組分及過冷度變化相變驅動力的影響。解：相變驅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條件。當兩個組元混合形成固

2、溶體時，混合后的體系的自由能會發(fā)生變化。可以通過自由能成分曲線來確定其相變驅動力的大小。過冷度是相變臨界溫度與實際轉變溫度之差，相變形核的熱力學條件是要有過冷度。已知驅動力與過冷度之間的關系是：這進一步說明了形核的熱力學條件。74馬氏體相變具有什么特征？它和成核－生成相變有何差別解：馬氏體相變是替換原子經無擴散切變位移(均勻或不均勻)并由此產生形狀改變和表面浮凸、曾不變平面應變特征的一級形核、長大的相變。特征：具有剪切均勻整齊性、不發(fā)生

3、原子擴散、相變速度快、相變有一定范圍、有很大的切變型彈性應變能。成核－生長過程中存在擴散相變，母相與晶相組成可相同可不同，轉變速度較慢，無明顯的開始和終了溫度。75試分析應變能及表面能對固態(tài)相變熱力學、動力學及新相形狀的影響。解：物質的表面具有表面張力σ在恒溫恒壓下可逆地增大表面積dA則需功σdA因為所需的功等于物系自由能的增加且這一增加是由于物系的表面積增大所致故稱為表面自由能或表面能。應變能和表面能可以影響相變驅動力的大小，和新相的

4、形狀。76請分析溫度對相變熱力學及動力學的影響。解：由得：在平衡溫度時，則在時，得證。79在純液體平衡凝固溫度T0以下，臨界相變勢壘隨溫度下降而減小，于是有一個使熱起伏活化因子exp為極大值的溫度。試證明當T＝T03時，exp有極大植。（提示：利用表達式）解：由將代入則令則即求y的極值，當時，即此時y有極大值。故當時，exp（）有極大值。710為什么在成核一生長機理相變中，要有一點過冷或過熱才能發(fā)生相變什么情況下需過冷，什么情況下需過熱