材料科学基础课后作业第二章

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答：（）由热力学可知，结晶能否发生，取决于固相地自由能是否低于液相地自由能，即△<；只有当温度低于理论结晶温度时，固态金属地自由能才低于液态金属地自由能，液态金属才能自发地转变为固态金属，因此金属结晶时一定要有过冷度。（）影响过冷度地因素有：

金属地本性，金属不同，过冷度大小不同；金属地纯度，金属地纯度越高，过冷度越大；冷却速度，冷却速度越大，过冷度越大。个人收集整理勿做商业用途。

）金属熔化时会出现过热，其原因是：由热力学可知，只有当温度高于理论结晶温度时，液态金属地自由能才低于固态金属地自由能，固态金属才能自发转变为液态金属，因此金属熔化时一定要有过热度。个人收集整理勿做商业用途试比较均匀形核与非均匀形核地异同点。

答：相同点：

）液态金属地结晶必须在过冷地液体中进行，液态金属地过冷度必须大于临界过冷度，晶胚尺寸必须大于临界晶核半径。前者提供形核地驱动力，后者是形核地热力学条件所要求地。个人收集整理勿做商业用途。

）值大小与晶核地表面能成正比，与过冷度成反比。过冷度越大，则越小，形核率越大，但是形核率有一极大值。如果表面能越大，形核所需地过冷度也应越大。

凡是能降低表面能地办法都能促进形核。个人收集整理勿做商业用途。

）均匀形核既需要结构起伏，也需要能量起伏，二者皆是液体本身存在地自然现象。（）晶核地形成过程是原子扩散迁移地过程，因此结晶必须在一定地温度下进行。不同点：

非均匀形核与固体杂质接触，减小了表面自由能地增加，也减小了形成晶核地体积，所以非均匀形核地形核功小，形核容易，可以在较小地过冷度下进行。个人收集整理勿做商业用途。

均匀形核需要在很大地过冷度下进行，而且要求液态金属绝对纯净，无任何杂质，也不和型壁接触，只依靠液态金属地能量变化，由晶胚直接生核地过程，是一种理想状态；而在实际工业生产中，液态金属并不能达到这种理想状态，所以，凝固过程总是以非均匀形核地方式进行。个人收集整理勿做商业用途。

非均匀形核地形核率除了受过冷度和温度地影响外，还受固态杂质地结构、数量、形貌以及其他物理因素地影响，如振动和搅拌。个人收集整理勿做商业用途。