《材料科学基础》教案 第四部分 纯金属的凝固

1 第四部分 纯金属的凝固
一、教学目的及要求：
通过本章学习，使学生们掌握结晶的基本过程、结晶的热力学条件、形核及长大规律、凝固理论的应用。

二、主要内容：
1. 纯金属的凝固过程；
2. 结晶的热力学条件；
3. 形核及长大的规律；
4. 凝固理论的应用。

三、学时安排： 6 学时（详细安排见教学日历）
四、教学重点：
结晶的基本过程、热力学条件、凝固理论的应用。

五、教学难点：
1. 结晶的热力学条件；
2. 形核及长大的规律。

六、教学过程：(见讲稿)
七、思考题：
1. 液态金属结构与固态金属结构有何区别，试述小体积液态纯金属结晶过
程。

2. 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？
3. 比较过冷度、临界过冷度与动态过冷度的区别。

4. 形核为什么需要形核功？均匀形核与非均匀形核形核功有何差别？
八、作业：
1. 若液态金属中形成一球形晶核，试证明临界晶核形成功△G c 与临界晶核
体积V c 的关系为△G c =－V c G V 2
1。

2. 分析纯金属生长形态与温度梯度的关系。

3. 细化铸件晶粒的途径有那些？为什么？
4. 液态金属结晶时需要过冷，那么固态金属熔化时是否会出现过热？△G c
九、教学参考书：
1．《金属的凝固》 胡汉起 冶金工业出版社 1985年
2．《金属学》 胡庚祥主编 上海科技出版社 1980年 3《金属学教程》卢光熙主编 机械工业出版社 1985年
4．《金属学原理》 李 超主编 哈工大出版社 1996年
5．《材料科学基础》 马泗春主编 陕西科学技术出版社 1998年
6．《材料科学基础》石德珂主编 西安交大出版社 1995年。