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第二章纯金属的结晶2-1a)试证明均匀形核时,形成临界晶粒的△Gk与其体积V之间关系式为△Gk=V△Gv/2b)当非均匀形核形成球冠状晶核时,其△Gk与V之间的关系如何?答2-2如果临界晶核是边长为a的正方体,试求出△Gk和a之间的关系为什么形成立方体晶核的△Gk比球形晶核要大答2-3为什么金属结晶时一定要由过冷度?影响过冷度的因素是什么?固态金属熔化时是否会出现过热?为什么?答金属结晶时需过冷的原因如图所示,液态金属和固态金属的吉布斯自由能随温度的增高而降低,由于液态金属原子排列混乱程度比固态高,也就是熵值比固态高,所以液相自由能下降的比固态快当两线相交于Tm温度时,即Gs=Gl,表示固相和液相具有相同的稳定性,可以同时存在所以如果液态金属要结晶,必须在Tm温度以下某一温度Tn,才能使Gs<Gl,也就是在过冷的情况下才可自发地发生结晶把Tm-Tn的差值称为液态金属的过冷度影响过冷度的因素金属材质不同,过冷度大小不同;金属纯度越高,则过冷度越大;当材质和纯度一定时,冷却速度越大,则过冷度越大,实际结晶温度越低固态金属熔化时是否会出现过热及原因会原因与液态金属结晶需要过冷的原因相似,只有在过热的情况下,Gl<Gs,固态金属才会发生自发地熔化2-4试比较均匀形核和非均匀形核的异同点答相同点
1、形核驱动力都是体积自由能的下降,形核阻力都是表面能的增加
2、具有相同的临界形核半径
3、所需形核功都等于所增加表面能的1/3不同点
1、非均匀形核的△Gk小于等于均匀形核的△Gk,随晶核与基体的润湿角的变化而变化
2、非均匀形核所需要的临界过冷度小于等于均匀形核的临界过冷度
3、两者对形核率的影响因素不同非均匀形核的形核率除了受过冷度和温度的影响,还受固态杂质结构、数量、形貌及其他一些物理因素的影响2-5说明晶体生长形状与温度梯度的关系答液相中的温度梯度分为正温度梯度指液相中的温度随至固液界面距离的增加而提高的温度分布情况负温度梯度指液相中的温度随至固液界面距离的增加而降低的温度分布情况固液界面的微观结构分为光滑界面从原子尺度看,界面是光滑的,液固两相被截然分开在金相显微镜下,...。