陸佩文版無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)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(jī)理來(lái)劃分，可分為哪些相變解：相變是物質(zhì)系統(tǒng)不同相之間的相互轉(zhuǎn)變。按相變機(jī)理來(lái)分，可以分為擴(kuò)散型相變和非擴(kuò)散型相變和半擴(kuò)散型相變。依靠原子或離子長(zhǎng)距離擴(kuò)散進(jìn)行的相變叫擴(kuò)散型相變。非擴(kuò)散型型相變指原子或離子發(fā)生移動(dòng)，但相對(duì)位移不超過(guò)原子間距。73分析發(fā)生固態(tài)相變時(shí)組分及過(guò)冷度變化相變驅(qū)動(dòng)力的影響。解：相變驅(qū)動(dòng)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(dāng)兩個(gè)組元混合形成固

2、溶體時(shí)，混合后的體系的自由能會(huì)發(fā)生變化。可以通過(guò)自由能成分曲線來(lái)確定其相變驅(qū)動(dòng)力的大小。過(guò)冷度是相變臨界溫度與實(shí)際轉(zhuǎn)變溫度之差，相變形核的熱力學(xué)條件是要有過(guò)冷度。已知驅(qū)動(dòng)力與過(guò)冷度之間的關(guān)系是：這進(jìn)一步說(shuō)明了形核的熱力學(xué)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(jīng)無(wú)擴(kuò)散切變位移(均勻或不均勻)并由此產(chǎn)生形狀改變和表面浮凸、曾不變平面應(yīng)變特征的一級(jí)形核、長(zhǎng)大的相變。特征：具有剪切均勻整齊性、不發(fā)生

3、原子擴(kuò)散、相變速度快、相變有一定范圍、有很大的切變型彈性應(yīng)變能。成核－生長(zhǎng)過(guò)程中存在擴(kuò)散相變，母相與晶相組成可相同可不同，轉(zhuǎn)變速度較慢，無(wú)明顯的開始和終了溫度。75試分析應(yīng)變能及表面能對(duì)固態(tài)相變熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)及新相形狀的影響。解：物質(zhì)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?yàn)樗璧墓Φ扔谖锵底杂赡艿脑黾忧疫@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(yīng)變能和表面能可以影響相變驅(qū)動(dòng)力的大小，和新相的

4、形狀。76請(qǐng)分析溫度對(duì)相變熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)的影響。解：由得：在平衡溫度時(shí)，則在時(shí)，得證。79在純液體平衡凝固溫度T0以下，臨界相變勢(shì)壘隨溫度下降而減小，于是有一個(gè)使熱起伏活化因子exp為極大值的溫度。試證明當(dāng)T＝T03時(shí)，exp有極大植。（提示：利用表達(dá)式）解：由將代入則令則即求y的極值，當(dāng)時(shí)，即此時(shí)y有極大值。故當(dāng)時(shí)，exp（）有極大值。710為什么在成核一生長(zhǎng)機(jī)理相變中，要有一點(diǎn)過(guò)冷或過(guò)熱才能發(fā)生相變什么情況下需過(guò)冷，什么情況下需過(guò)熱