材料科学基础复习题及答案

已知v=0.3,GCu=48300MPa，Ga-Fe=81600MPa?P?N?第6章

2G2?w2G2?aexp(?)?exp[?] 1?vb1?v(1?v)b10. 已知条件：铝的熔点Tm=993K，单位体积熔化热Lm=1.836×109J/m3，固液界面比表面能δ=93

×10-3J/m2，原子体积V0=1.66×10-29m3。

考虑在一个大气压下液态铝的凝固，对于不同程度的过冷度，即：ΔT=1，10，100和200℃，计算：

(a) 临界晶核尺寸； (b) 半径为r*的晶核个数；

(c) 从液态转变到固态时，单位体积的自由能变化ΔG*（形核功）； (d) 从液态转变到固态时，临界尺寸r*处的自由能的变化 ΔGv(形核功)。 将不同ΔT情况下得到的计算结果列表。

11. 已知液态纯镍在1.013×105 Pa(1个大气压)，过冷度为319 ℃时发生均匀形核。设临界晶核半径

为1 nm，纯镍的熔点为1726 K，熔化热Lm=18075 J/mol，摩尔体积V=6.6 cm3/mol，计算纯镍的液-固界面能和临界形核功。 第7章

12. Mg-Ni系的一个共晶反应为：

507℃

L(23.5Wt.%Ni) α(纯镁)+Mg2Ni(54.6Wt.%Ni)

设C1为亚共晶合金，C2为过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的重量分数相等，但C1合金中的α 总量为C2合金中的α 总量的2.5倍，试计算C1和C2的成分。