材料科学基础第三章

材料科学基础大作业——第3章凝固2015年月日班级：姓名：学号：分数：一、解释下列概念及术语：1、结晶2、过冷度3、相起伏4、均匀形核5、晶粒度6、形核率7、形核功8、枝晶偏析9、成分过冷10、临界形核半径二、填空题1.过冷度的大小与金属的本性、纯度和冷却速度有关。金属不同，过冷度大小同；金属的纯度越高，过冷度越；金属及其纯度确定后，过冷度大小主要取决于冷却速度，冷却速度越大，过冷度越。2.金属和非金属，在结晶时均遵循相同的规律，即结晶过程是和的过程。3.根据热力学条件，金属发生结晶的驱动力为液态金属和固相金属的之差。此差值与过冷度呈比。4.液态金属的晶胚能否形成晶核，主要取决于晶胚半径是否达到了临界形核半径的要求。此半径与过冷度呈比。5.均匀形核时，过冷度△T和理论结晶温度Tm之间的关系为。形核功△Gk与过冷度△T的平方呈比，即过冷度越大，形核功越。6.形核率可用12NNN表示，其中N1为受影响的形核率因子，N2为受影响的形核率因子。7.工业生产中，液态金属的结晶总是以形核方式进行，其所需过冷度一般不超过℃。8.决定晶体长大方式和长大速度的主要因素是晶核的和其前沿液体中的。9.光滑界面又称为界面，粗糙界面又称为界面，其杰克逊因子α值范围分别为和。10.晶体长大方式主要为长大机制、长大机制和长大机制。其中，大部分金属均以长大机制进行。11.在正的温度梯度下，光滑界面的界面形态呈状；粗糙界面的界面形态为界面。在负的温度梯度下，一般金属和半金属的界面都呈状。杰克逊因子α值较高的物质保持界面形态。12、金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象叫；因初晶相与剩余液相比重不同而造成的偏析叫。三、判断题1.所谓临界晶核就是体系自由能的减少完全补偿表能自由能增加时的晶胚大小。（）2.在液态金属中，凡是涌现出小于临界晶核半径的晶胚都不能成核，但是只要有足够的能量起伏提供形核功，还是可以形核。（）3.只有过冷液体中的相起伏才能成为晶胚。（）4.临界过冷度为结晶的最小过冷度，即只有kTT结晶过程才能进行。（）5.晶核的形成过程是原子的扩散迁移过程，因此结晶必须在一定的温度下进行。（）6.具有光滑界面的金属化合物、非金属或半金属等，其晶核长大速度均很慢，所需过冷度大。（）7.铸造生产中，作为形核剂的物质，其熔点必须高于该结晶物质的熔点，且二者在结构上要满足点阵匹配原理。（）8、纯金属与固溶体合金的结晶方式是相同的。（）四、问答题1、什么是过冷度？为什么金属结晶一定要有过冷度？2、简述铸锭三个晶区的形成机理。用什么措施能使柱状晶区更发达？用什么方法可使中心等轴区扩大？3、细化金属铸件晶粒的方法有哪些？说明其基本原理？4、什么是成分过冷？说明成分过冷对金属凝固时的生长形态的影响？5、如果临界晶核是边长为a的正方体，试求出其△Gk与a的关系。为什么形成立方体晶核的△Gk比球形晶核要大？（16分）