材料科学基础第6章习题课汇总.

Company Logo
19.为使铝锭晶粒细小，浇铸时应采用的模子是 （ ） A 、冷砂模 B 、热砂模 C 、冷金属模 D 、热金属模
20. 纯金属均匀形核时 （ ） A 、当过冷度△T很小时，原子可动性低，相变驱动力 低， 因此，形核率低； B、当过冷度△T很小时，原子可动性高，相变驱动力高， 因此，形核率低； C、当过冷度△T很小时，原子可动性低，相变驱动力高， 因此，形核率低； D、当过冷度△T很小时，原子可动性高，相变驱动力低， 因此，形核率低。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Company Logo
15. 自发成核的生核率与过冷度的关系是：( ) A 、过冷度越大，自发生核的生核率越大 B 、过冷度越小，自发生核的生核率越大 C 、自发生核的生核率与过冷度大小无关 D、 过冷度过大或过小时，自发生核的生核率都小 16. 晶粒的大小称晶粒度，工程上通常把晶粒分成1、2、 ......8等级别。8级晶粒度的晶粒比1级晶粒度的晶粒要 （ ）。 A、 粗 B、 细
Company Logo
17.在实际生产中，细化铸造金属晶粒的主要措施是 ( )。 A、 降低金属的过冷度和变质处理 B 、降低金属的过冷度和调质处理 C 、提高金属的过冷度和变质处理 D 、提高金属的过冷度和调质处理 18. 在一般情况下,若金属的晶粒细，则 ( )。 A、 金属的强度高，塑性好，韧性好 B 、金属的强度高，塑性好，韧性差 C 、金属的强度高，塑性差，韧性好 D 、金属的强度低，塑性好，韧性好
Company Logo
3. 纯金属凝固时，非均匀形核比均匀形核所需的过冷度要小 得多，这是因为：( ) A 、非均匀形核的临界晶核半径较小 B 、在未熔杂质上不需要再形核
C 、非均匀形核的临界形核功较小
4. 晶体以螺型位错机制生长时，其长大速率与过冷度呈： ( ) A 、指数关系 B 、线性关系 C 、平方关系
Company Logo
1.
2. 3.
形核率与过冷度的关系为具有极大值的曲线，因此，当 金属结晶时超过一定过冷度反而会使形核率下降。（ ） √
变质处理不仅是加入形核剂促进非均匀形核而且也可以 阻碍晶核长大促使晶粒细化。（ ） √
金属结晶时，体积自由能只能补偿表面能的1/3，尚有 2/3能量需依靠能量起伏供给，我们把这部分能量叫形核 功。（ × ） 非均匀形核时，形核功大小与润湿角有关，润湿角愈大 形核功愈小。（ × ）
Company Logo
7. 若液固界面粗糙界面时，晶体长大的方式是：( )
A、 垂直长大
B 、晶体缺陷处长大 C 、二维晶核长大 8. 金属液体在凝固时产生临界晶核半径的大小主要取决于： ( ) A、 表面能 B 、凝固释放热 C 、过冷度
Company Logo
9. 冷却曲线上的平台温度是系统向外界散失热量与结晶潜热 补偿温度热量相等的温度，因此：( ) A、平台温度就是金属熔点，为一常数 B 、平台温度与冷却速度有关，冷速越大，平台温度越低
Company Logo
练习及习题解答
Company Logo
1.金属结晶时都遵循着形核与长大的一般规律，也就是说: ( ) A 、结晶分为两个阶段，形核阶段完成以后，所有的晶核 同步进入长大阶段 B、形核与长大分批进行，一批晶核形成长大后又一批晶 核形成长大 C 、形核与长大是交叉进行的，不断形核不断长大，直至 液体耗尽为止 2. 在纯金属液体中形成临界晶核时，固、液相间的体积自由 能差尚不能抵消新增的晶核表面能，其不足部分还必须 依靠其他能量，即液体中的： ( ) A 、能量起伏 B 、结构起伏 C 、浓度起伏
4.
5.
金属结晶时，液态原子由无序排列转变为有序排列，熵 值不断减小，所以结晶过程是一个自发过程。（ × ）
C 、平台温度随冷却速度增大而升高
10. 纯金属材料凝固后的晶粒大小主要决定于：( )
A 、温度梯度的正、负
B 、过冷度的大小 C 、晶体的长大方式
Company Logo
11. 非均匀形核要比均匀形核容易，主要原因是： ( )
A 、现成的固体晶粒本身就是一个晶核，无需结构起伏
B 、虽有固体颗粒，也需形核，但形核功要小 C 、同均匀形核相同，只不过减小了短程规则原子小集团 尺寸，减少了形核功 12. 纯金属凝固时发生均匀形核的最大过冷度约为：( ) A 、1/2 Tm B、 1/5 Tm C 、2/3 Tm
Company Logo
13. 液体金属中只有形成等于或大于临界半径的晶核才能成 为结晶的核心。当形成半径为r*的临界核心，体系的自由 能变化：( ) A 、大于零 B 、等于零 C 、小于零
14. 形成临界晶核时体积自由能的减小只能补偿新增表面能 的：( ) A 、1/3 B 、2/3 C 、3/4
Company Logo
5. 金属的熔点是：( ) A 、冷却曲线上出现平台的温度 B 、液相与固相自由能随温度变化曲线上相交的温度 C 、第一批晶核形成时所对应的实际温度
6. 根据均匀形核理论可知：( ) A、凡是液相中短程规则原子小集团无论尺寸大小都可以 成为晶核 B、 凡是液相中尺寸大于r*而且又能取得形核功的短程规 则原子小集团才能成为晶核 C 、液相中不但尺寸大于r*而且又能取得形核功的短程规 则原子小集团才可能成为晶核
LOGO
材料科学基础
第六章 习题课
Company Logo
一、主要内容
基本要求： 明确结晶相变的热力学、动力学、能量及结构条件； 了解过冷度在结晶过程中的意义； 均匀形核与非均匀形核的成因及在生产中的应用；均匀形核时临 界晶核半径和形核功的计算； 明确晶体的长大条件与长大机制； 界面的生长形态取决于液/固界面的结构及界面前沿相中的温度 梯度； 能用结晶理论说明生产实际问题，如晶粒细化工艺、单晶体的制 取原理及工艺、定向凝固技术等。 基本概念及术语：结晶与凝固、近程有序、远程有序、结构起伏、 能量起伏、过冷度、理论结晶温度、实际结晶温度、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、正温度梯度、负温度梯度、平面 状长大、树枝状长大