材料科学基础习题库第章凝固

结晶与凝固，非晶态金属；

近程有序，远程有序，结构起伏，能量起伏；

过冷现象，过冷度，理论结晶温度，实际结晶清晰度； 均匀形核，非均匀形核；

晶胚，晶核，临界晶核，临界形核功；

形核率，生长速率；光滑界面，粗糙界面； 温度梯度，正温度梯度，负温度梯度； 平面状长大，树枝状长大； 活性质点，变质处理，晶粒度； 细晶区，柱状晶区，(粗)等轴晶区。

7 什么叫临界晶核？它的物理意义及与过冷度的定量关系如何？ 8 比较说明过冷度，临界过冷度，动态过冷度等概念的区别。 9 试述结晶相变的热力学条件，动力学条件，能量及结构条件。

10 试证明：在同样过冷度下均匀形核时，球形晶核较立方晶核更易形成。 11 分析纯金属生长形态与温度梯度的关系？

12 在同样的负温度梯度下，为什么Pb结晶出树枝状晶，而Si的结晶界面却是平整的

13 液态金属凝固时都需要过冷，那么固态金属熔化是否会出现过热？为什么？ 14 简述晶体长大的机制。 15 试分析单晶体形成的基本条件。 16 铸锭组织有何特点？

17根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。

18 欲获得金属玻璃，为什么一般是选用液相线很陡，从而有较低共晶温度的二元系

19 指出下列概念的错误之处，并更正。

(1)所谓过冷度是指结晶时，在冷却曲线上出现平台的温度与熔点之差；而动态过冷度是指结晶过程中，实际液相的温度与熔点之差。

(2)金属结晶时，原子从液相地序排列到固上有排列，使体系熵值减小，因此是一个自发过程。

(3)在任何温度下，液态金属中出现的最大结构起伏都是晶胚。 (4)在任何温度下，液相中出现的最大结构起伏都是晶核。

(5)所谓临界晶核，就是体系自由能的减少完全补偿表面自由能的增加时的晶胚大小。

(6)在液态金属中，凡是涌现出小于临界晶核半径的昌胚都是能成核，但是只要有足够的能量起伏提供形核功，还是可以成核的。

(7)测定某纯帮件结晶时的最大过，其实测值与用公式△T=0.2m计算值，基本一致。(8)某些铸件结晶时，由于冷速较快，均匀形核率N1提高，非均匀形核率N2也提高，故总的形核率为N=N1+N2。

(9)若在过冷液体中，外加10000颗形核剂，则结晶后就可以形成10000颗晶粒。 (10)为了生产一批厚薄悬王乐泉的砂型铸件，且要求均匀的晶粒度，则只要在工艺上采取加形核剂的办法就可以满足。

(11)非均匀形核比均匀形核容易，因为前者是以外加质点为结晶核心，不像后者那样形成界面，而引起自由能的增加。

(12)在研究某金属细化晶粒工艺时，主要寻找那些熔点低、且与该金属晶格常数相近的形核剂，其形核的催化效能最高。

(13)纯金属生长时，无论液/固界面呈粗糙型或光滑型，其液相原子者是一个一个地尚着固相面的垂直方面连接上去。

(14)无论温度分布如何，常用线金属生长都属生长过生长都是呈树枝状界面。 (15)氯化铵饮和水深液与纯金属结晶终了时的组织形态一样，前者呈树枝晶，后者也呈树枝晶。

(16)人们无法观察到极纯金属的树枝生长过程，所以关于树枝状的生长形太仅仅是一种揄。

(17)液态纯金属中加入形核剂，其生长形态总是呈树枝状。

(18)纯金属结晶时，若呈垂直方式生长，其界面时而光滑时而粗糙，交替生长。 (19)从宏观上观察，若液/固界面是平直的，称为光滑界面结构；若是呈金属锯齿形的，称为粗糙界面结构。

(20)纯金属结晶以树枝状形态生长，或以平面状形态生长，与该金属的熔化熵无关。

(21)实际金属结晶时，形核率随着过冷度的增加而增加，超过某一极大值后，出现相反的变化。

(22)金属结晶时，晶体长大年需要的动态过冷度有时还比形核所需要的临界过冷度大。

20.为什么在有过冷度下才能凝固？

21.按经典形核理论，临界核心半径和临界核心形成功与过冷度有什么关系？为什么一般凝固过程很难获得较大的过冷度？

22.非均匀形核与均匀形核的临界核心半径哪个大？为什么？

23.为什么非均匀形核的临界核心形成功比均匀形核的小？核心与形核的靠背间的润湿角如何影响形核功？

24.凝固的平衡分配系数定义是什么？分配系数的大小对核心长大的形貌有什么影响？

25.合金凝固的非平衡杠杆定律导出的条件是什么？这一规律有什么用途？ 26. 描述典型的铸锭的宏观组织。说明产生这样的组织的原因。如何控制柱状晶区的大小？

27. 合金凝固可能产生哪些偏析？在工业应用上能否消除宏观偏析？怎样在凝固过程控制宏观偏析？ 28. 为什么rmax会随过冷度

而变?