第八章固相反应复习习题及提纲

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第八章化学动力学基本原理（习题）

第八章化学动力学基本原理（习题）第八章化学动力学基本原理一、填空题2、硝酸异丙烷在水溶液中被碱中和，其反应速率常数可表示为lgk=11.899-3163/T ，该反应的表观活化能为。

3、今将某物质A 放入一反应器内，反应了3600s ，消耗掉75%，设反应分别为一级，二级，零级反应。

则反应进行了7200s 时，对于各级反应，A 物质的剩余量分别为、和。

4、某化合物的分解反应是一级反应，设反应的活化能E=14.43×104J ·mol -1，已知557K 时该反应的速率常数k=3.3×10-2s -1，现要控制反应在10min 内转化率达到90%，则应控制该反应的温度为。

5、比较两相同类型的反应I 和II ，发现活化能E I >E II ，速率常数k I >k II ，其原因在于。

6、在T ，V 恒定时，反应A(g)+B(g)→D(g) t=0时，P A,0=800kPa ，t 1=30s 时，P A,1=400kPa ，t 2=60s 时P A,2=200kPa ，t 3=90s 时，P A,3=100kPa 时此反应的半衰期t 1/2= ，反应级数n= ，反应的速率常数k= 。

. 7、阿累尼乌斯活化能是。

.8、气相有效分子碰撞理论的基本观点是。

.9、根据活化络合物理论，液相分子重排反应的活化能E a 和活化焓△r H m 之间的关系是。

.10、由经验规则“温度每增加10K ，反应速率增加二倍”可知，在T 1=298K 时和T 2=308K 时符合这规律的活化能值E a = 。

11、恒容化学反应aA+bB →gG+hH 的各物质的速率常数分别为k A ，k B ，k G ，k H ，它们之间的关系是。

12、某放射性元素的半衰期5d ，则15d 后所剩下的同位素为原来的。

13、某反应物反应掉8/9时所需要的时间是反应掉2/3时所需要时间的二倍，则该反应为级反应。

金属固态相变原理习题及解答

第二章1、钢中奥氏体的点阵结构，碳原子可能存在的部位及其在单胞中的最大含量。

奥氏体是碳在γ-Fe中的固溶体，碳原子在γ-Fe点阵中处于Fe原子组成的八面体间隙中心位置，即面心立方晶胞的中心或棱边中点。

八面体间隙：4个2、以共析碳钢为例说明奥氏体的形成过程，并讨论为什么奥氏体全部形成后还会有部分渗碳体未溶解？奥氏体的形成是由四个基本过程所组成：形核、长大、剩余碳化物的溶解和成分均匀化。

按相平衡理论，从Fe-Fe3C相图可以看出，在高于AC1温度，刚刚形成的奥氏体，靠近Cem 的C浓度高于共析成分较少，而靠近F处的C浓度低于共析成分较多（即ES线的斜率较大，GS线的斜率较小）。

所以，在奥氏体刚刚形成时，即F全部消失时，奥氏体的平均C浓度低于共析成分，这就进一步说明，共析钢的P刚刚形成的A的平均碳含量降低，低于共析成分，必然有部分碳化物残留，只有继续加热保温，残留碳化物才能逐渐溶解。

3、合金元素对奥氏体形成的四个阶段有何影响。

钢中添加合金元素并不影响珠光体向奥氏体的转变机制，但影响碳化物的稳定性及碳原子在奥氏体中的扩散系数。

另一方面，多数合金元素在碳化物和基体相中的分布是不均匀的，故合金元素将影响奥氏体的形核与长大、剩余碳化物的溶解、奥氏体成分均匀化的速度。

①通过对碳扩散速度影响奥氏体的形成速度。

②通过改变碳化物稳定性影响奥氏体的形成速度。

③对临界点的影响：Ni、Mn、Cu等降低A1温度；Cr、Mo、Ti、Si、Al、W、V 等升高A1温度。

④通过对原始组织的影响进而影响奥氏体的形成速度：Ni、Mn等往往使珠光体细化，有利于奥氏体的形成。

在其它条件相同的情况下，合金元素在奥氏体中的扩散速度比碳在奥氏体中的扩散速度小100-10000倍。

此外，碳化物形成元素还会减小碳在奥氏体中的扩散速度，这将降低碳的均匀化速度，因此，合金钢均匀化所需时间常常比碳钢长得多。

4、钢在连续加热时珠光体奥氏体转变有何特点。

○1在一定的加热速度围，临界点随加热速度增大而升高。

习题集

※<第一章炼铁概论>1.试说明以高炉为代表的炼铁生产在钢铁联合企业中的作用和地位。

2.简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。

3.画出高炉本体剖面图，注明各部位名称和它们的作用。

4.试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。

5.高炉冶炼的产品有哪些？各有何用途？6.熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。

※<第二章铁矿粉造块>1.高炉冶炼对矿石（天然矿，烧结矿，球团矿）有何要求，如何达到这些要求？2.烧结过程中固体燃料燃烧有几种反应，用热力学分析哪一种反应占主导地位？3.简述固相反应的特点及其对烧结反应的影响。

4.简述影响烧结矿还原性的因素以及提高还原性的主攻方向。

5.烧结过程蓄热从何而来，为什么高料层厚度作业能提高烧结矿质量，降低燃耗？6.简述铁精矿粉的成球机理，并讨论影响其质量的因素。

7.碱度高低对烧结矿各项指标有何影响？8.从烧结矿和球团矿性能比较，说明合理炉料结构的组成。

※<第三章高炉冶炼过程物理化学>1.结合铁矿石在高炉不同区域内的性状变化（固态、软熔或成渣）阐述铁氧化物还原的全过程，及不同形态下还原的主要特征。

2.在铁氧化物逐级还原的过程中，哪一个阶段最关键，为什么？3.何谓“间接”与“直接”还原？在平衡状态、还原剂消耗量及反应的热效应等方面各有何特点？4.试比较两种气态还原剂CO和H2在高炉还原过程中的特点。

5.当前世界上大多数高炉在节约碳素消耗方面所共同存在的问题是什么？如何解决？6.为什么通常用生铁中的含硅量来表示炉温？7从“未反应核模型”以及逆流式散料床的还原过程特点出发如何改善气固相还原过程的条件，提高反应速率，以提高间接还原度？8.何谓“耦合反应”，其基本原理是什么？在什么条件下必须考虑其影响？9.高炉炉渣是怎样形成的，造渣在高炉冶炼过程中起何作用？10.何谓“熔化”及“熔化性温度”？二者的异同及对冶炼过程的意义，是否熔化温度越低越好，为什么？11.炉渣“粘度”的物理意义是什么？以液态炉渣的微观结构理论，解释在粘度上的种种行为。

习题和思考题

《无机材料科学基础》习题和思考题第一章晶体1.球体按立方最紧密堆积方式堆积，取出立方晶胞，画出立方晶胞中的四面体空隙和八面体空隙的位置分布图。

2.用鲍林规则分析氧化镁晶体结构。

已知镁离子半径为0.65Å，氧离子半径为1.40Å。

（1）确定晶胞中质点的位置坐标；（2）计算每个晶胞中含氧化镁“分子”数，（3）已知晶胞常数a=4.20 Å，求氧化镁堆积系数和密度，（4）氧化镁晶体中最邻近的两个镁离子中心距为多少？次邻近的两个镁离子中心距为多少？最邻近和次邻近的两个氧离子中心距为多少？（5）画出氧化镁晶胞的（111）、（110）、（100）面的质点分布图并在图上标出氧离子的密排方向，求个面的面密度。

3．已知纤锌矿结构中存在两套硫离子和两套锌离子的六方底心格子，并已知锌离子填充在硫离子最紧密堆积体的四面体空隙中，现以一套硫离子的等同点为基准取六方晶胞，画出晶胞中的质点分布图，计算晶胞中所含式量分子数。

4．完成下表5. 六方最紧密堆积与四方最紧密堆积的堆积密度相同，为什么许多氧化物是以氧离子的立方最紧密堆积为基础，而较少以六方最紧密堆积为基础？6. 用鲍林规则分析镁橄榄石的结构：P48 图2-18（1）标记为50的Mg2+与哪几个氧离子配位形成[MgO6]八面体？写出O2+的标高；（2）标记为25的两个O2+与哪几个镁离子配位？写出Mg2+离子的标高；（3）标记为75的O2+离子与哪几个镁离子配位？写出Mg2+离子的标高；（4）标记为0和50的两个Mg2+的[MgO6] 八面体共用几个顶点？写出O2+的标高；（5）[SiO4] 和 [MgO6] 之间、[MgO6]和[MgO6] 八面体之间有那些连接方式？（6）镁橄榄石的晶胞是什么形状？计算晶胞中含有的式量分子数。

第二章晶体缺陷1.氧化镁为氯化钠型结构，氧化锂为反萤石型结构，在两种结构中氧离子都作立方最紧密堆积，为什么在氧化镁中主要的热缺陷是肖特基型，而在氧化锂中却是弗伦克尔型？萤石型结构的氧化物晶体中常见的热缺陷估计主要是什么类型？为什么？2.已知氯化钠晶体中肖特基缺陷形成焓为2.2ev，而氧化镁晶体中肖特基缺陷形成焓为6ev，试分别计算400℃时氯化纳晶体与氧化镁晶体中肖特基缺陷的浓度。

化学反应工程复习题

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8.结合下图说明可逆放热反应最优温度序列的实施。
9、画出多段绝热反应器段间用原料冷激气和惰性气体冷凝时的最佳温度序列的实施情况。 10. 比较物理吸附和化学吸附的不同。 11. 简述全混流反应器的特点 12.可逆反应最优温度条件的实施有哪些方法?画图说明。四、计算题 1．等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相分解反应 A → B ＋Ｃ ,在 5 分钟内有 50% 的 A 分解,要达到分解率 7５%问需多少时间? 2．在温度 555Ｋ、压力 0.２9４MPa 条件下在平推流反应器中进行反应,其动力学方程为 rA kCA ,已知 k＝０.27s-1 ,进料中含 A30%（摩尔分数)其余为惰性物料，Ａ的加料流率为６.3moｌ/s ,ｙA0=0．5 ，为使反应器出口转化率达 95% ，求反应器的体积。 3．一级不可逆反应 A → R ,在８5℃时 k=3.45ｈ-1 ，在一容积为 10m3 的连续釜式反应器
kmoｌ/L·mｉｎ,已知：2０℃时
k＝1.9７ L/kmoｌ.min , CA０＝0．0０4ｋmol/L ,加料速度为 V0＝1７1L/ｈ，转化率为０.8，
求:
①在平推流反应器中完成该反应所需的体积。
②在全混流反应器中完成该反应所需的体积。
10、有一液相二级不可逆反应，反应速率方程为: r A
６.循环比 R 表示循环物料的流量与
流量之比。
7.多级全混流模型的模型参数为
,其值可由实验确定。
8.对可逆放热反应，随温度升高,反应速率常数
;平衡常数
。
9.在若干个过程串连组成的系统中，若其中某一步的速率与其他各步相比慢了许多，则该步
骤就是整个过程的_____＿_＿＿步骤。
1０.气固相催化反应中消除外扩散影响常用的措施是

材料化学-固相反应习题及答案

第八章相变1、一级相变：相变时两相化学势相等，但化学势的一级偏微商不相等。

发生一级相变时有潜热和体积的变化；二级相变：相变时两相化学势相等，其一阶偏微商也相等，但二阶偏微商不相等。

发生二级相变时无潜热和体积变化，只有热容量、膨胀系数和压缩系数的变化。

2、马氏体相变具有什么特征？它和成核－生成机理有何差别?特征：（1）母相与马氏体之间不改变结晶学方位关系（新相总是沿一定的结晶学面形成，新相与母相之间有严格的取向关系）；（2）相变时不发生扩散，是一种无扩散相变，马氏体在化学组成上与母体完全相同；（3）转变速度极快；（4）马氏体相变过程需要成核取动力，有开始温度和终了温度。

区别：成核－生长过程中存在扩散相变，母相与晶相组成可相同可不同，转变速度较慢，无明显的开始和终了温度。

3、均匀成核：从均匀的单相熔体中产生晶核的过程，其成核几率处处相同。

非均匀成核：借助于表面、界面、微粒裂纹、器壁以及各种催化位置而形成晶核的过程。

4、当一种纯液体过冷到平衡凝固温度（T 0）以下时，固相与液相间的自由焓差越来越负。

试证明在温度T 0附近随温度变化的关系近似地为：00()V V H G T T T ∆∆=-，式中(0)V H ∆<为凝固潜热。

解：G H T S ∆=∆-∆，平衡温度T 0时，000,T V H G H T S S ∆∆=∆-∆=∆=，T<T 0时，00000V T T H G H T S H T H T T -∆∆=∆-∆=∆-=∆。

5、为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变 ? 什么情况下需过冷，什么情况下需过热。

解：由热力学，G H T S ∆=∆-∆，平衡时，0,m mH G H T S S T ∆∆=∆-∆=∆=， T m ：相变平衡温度；ΔH 相变热，温度T 时，系统处于不平衡状态，则0G H T S ∆=∆-∆≠，m m m mT T H T G H T H H T T T -∆∆∆=∆-=∆=∆，要使相变自发进行，0,0mT G H T ∆∆<∆<则，对放热过程如结晶，凝聚ΔH<0则ΔT>0,T m >0，必须过冷；对吸热过程如蒸发，熔融ΔH>0，则ΔT<0，T m >0，必须过热。

固体化学复习题及答案

第一章绪论1、固体化学的研究内容是什么？基本内容包括：固体物质的合成，固体的组成和结构，固相中的化学反应，固体中的缺陷，固体表面化学，固体的性质与新材料等。

固体化学主要是研究固体物质（包括材料）的合成、反应、组成和性能及相关现象、规律和原因的科学。

固体化学的研究内容十分广泛。

它与固体物理及其他许多学科相互交叉渗透，因此很难给出明确的，全面的研究范围。

它着重于研究固态物质（包括单晶、多晶、玻璃、陶瓷、薄膜、超微粒子等）的合成、反应、组成、结构和各种宏观和微观性质。

2、假如你是从事无机材料方面的研究者，你的研究成果可以在哪些国内外期刊上投稿，试列举出其中的20种期刊。

《中国稀土学报》《功能材料》《无机材料学报》《无机化学学报》《人工晶体学学报》《硅酸盐通报》《材料科学与工艺》《SCI》《材料科学技术学报（英文版）》《材料工程》《材料导报》《纳米科技》《Chemistry of Materials》《Crystal Growth & Design》《Inorganic Chemistry》《ACS Nano》《NANO letter》《Solar energy materials and solar cells》《Rare Earth Bulletin 》《Journal of Applied Crystallography 》《Journal of the Energy Institute 》《半导体学报》《玻璃与搪瓷》《无机硅化合物》《材料研究学报》；（10）《crystal growth and disign》；（11）《internatianal journal of inorganic materials》;（12）《inorganic materials 》；（13）《crystal research and techonolgy》；（14）；《journal of crystal growth 》；（15）《inorganic chemistry》；（16）《advanced founctional materials》；（17）《chemistry of materials》；（18）《japanese new materials》；（19）《journal of materials chemistry》；（20）《advanced materials》。

《金属固态相变教程》课后习题

一、金属固态相变的基本规律1．固态相变和液-固相变有何异同点?2．金属固态相变有哪些主要特征，哪些因素构成相变的阻力?3．为什么在金属固态相变过程中有时出现过渡相，晶体缺陷对固态相变形核有何影响?4．扩散型相变和无扩散型相变各有哪些特征?5．为什么大多数固态相变具有形核阶段？6．为什么金属固态相变复杂多样？阐述其在国民经济中的作用。

7．晶粒长大驱动力，晶粒长大时界面移动方向与晶核长大时的界面移动方向有何不同，8．阐述碳化物颗粒的粗化机理，钢的退火软化机理。

9．掌握如下基本概念：固态相变；平衡转变；共析转变；平衡脱溶；扩散型相变；无扩散型相变；均匀形核；形核率二、钢中的奥氏体1．什么叫奥氏体?2．奥氏体的晶体结构，奥氏体的质量体积小、导热性差的原因是什么?3．试计算碳含量为2.11％(质量分数)的奥氏体中，平均几个晶胞有一个碳原子？4．说明亚共析钢的加热转变过程。

5．试计算奥氏体的八面体间隙大小。

6．试说明临界点A1、A3、Acm与加热、冷却过程小的临界点之间有何关系？7．何谓晶粒，晶粒为什么长大，细化奥氏体晶粒的措施有哪些?8．奥氏体晶粒异常长大的原因，为什么出现混晶，如何控制?9．共析钢的奥氏体形成过程．为什么铁素体先消失，部分渗碳体末溶解完毕？10．非平衡加热时，奥氏体形成特点是什么?三、珠光体共析分解1．何谓珠光体，本书中的定义与以往的书中的概念有何重要区别？2．影响珠光体片间距的因素有哪些?3．试述片状珠光体的形成过程。

4．试述影响珠光体转变动力学的因素。

5．试述珠光体转变为什么不能存在领先相?6．过冷奥氏体在什么条件下形成片状珠光体，什么条件下形成粒状珠光体?7．相间沉淀和珠光体分解有什么关系？8．将热轧空冷的20钢再重新加热到Ac1温度稍上，然后炉冷，试问所得的组织有何变化?四、马氏体相变1．熟悉以下基本概念：热稳定化、反稳定化、不变平面应变、惯习面、热弹性马氏体、形状记忆效应、正方度。

固相反应完整

固相反应的热力学
❖ 范特荷甫规则：对于反应物和产物均是固相的纯固相反应，反应总是向放热方向进行，一直到反应物一直消耗完为止，只有在非常特殊的情况下才有可能出现平衡。
❖ G=H-TS，对于纯固相过程， S0，所以GH，只有当H<0即放热方向反应才能发生。
❖ 如果有气体或液体参与反应，该规则不适用。
（一）固相反应的定义广义：凡是有固相参与的化学反应，都可
称为固相反应。
固体热分解、氧化及固－固、固－液间的化学反应
狭义：固体与固体间发生化学反应生成新的固体产物的过程。
2、特点：
固体质点间作用力很大，扩散受到限制，而且反应组分局限在固体中，使反应只能在界面上进行，反应物浓度不很重要，均相动力学不适用。
( 1) 按物质状态分
(1) 纯固相反应：反应物和生成物都是固体。 A(s)+B(s)=AB(s)
(2) 有液相参与的反应 (3) 有气相参与的反应实际的固相反应中，通常是上面三种形式的各种组合。
固相反应的分类
(2) 按反应性质分
加成反应置换反应热分解反应还原反应
*(3) 按反应机理
化学反应速率控制过程晶体长大控制过程扩散控制过程
不同物质泰曼温度与熔点Tm之间的关系：金属：0.3～0.4Tm 盐类：0.57Tm 硅酸盐：0. 8～0.9Tm
（3）当反应物之一存在有多晶转变（相变）时，则转变温度通常也是反应开始明显进行的温度。
－－－海德华定律 Hedvall’s Law
金斯特林格指出：气相或液相也可能对固相反应过程起主要作用。
固相反应的分类
细化的分类：
<1>单种固态物质的反应，包括固体物质的热分解、聚合，固体种中的相变与缺陷平衡。 <2>固态和气态物质参加的反应 <3>固态和液态物质参加的反应 <4>两种以上固态物质之间的反应 <5>固态物质表面上的反应，如固相催化反应和电极反应

陆佩文版无机材料科学基础习题及解答第八章烧结

第八章烧结过程8-1 名词解释：烧结烧结温度泰曼温度液相烧结固相烧结初次再结晶晶粒长大二次再结晶（1）烧结：粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。

（2）烧结温度：坯体在高温作用下，发生一系列物理化学反应，最后显气孔率接近于零，达到致密程度最大值时，工艺上称此种状态为"烧结"，达到烧结时相应的温度，称为"烧结温度"。

（3）泰曼温度：固体晶格开始明显流动的温度，一般在固体熔点（绝对温度）的2/3处的温度。

在煅烧时，固体粒子在塔曼温度之前主要是离子或分子沿晶体表面迁移，在晶格内部空间扩散（容积扩散）和再结晶。

而在塔曼温度以上，主要为烧结，结晶黏结长大。

（4）液相烧结：烧结温度高于被烧结体中熔点低的组分从而有液相出现的烧结。

（5）固相烧结：在固态状态下进行的烧结。

（6）初次再结晶：初次再结晶是在已发生塑性变形的基质中出现新生的无应变晶粒的成核和长大过程。

（7）晶粒长大：是指多晶体材料在高温保温过程中系统平均晶粒尺寸逐步上升的现象.（8）二次再结晶：再结晶结束后正常长大被抑制而发生的少数晶粒异常长大的现象。

8-2 烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移，各适用于何种烧结机理?解：推动力有：（1）粉状物料的表面能与多晶烧结体的晶界能的差值，烧结推动力与相变和化学反应的能量相比很小，因而不能自发进行，必须加热!!（2）颗粒堆积后，有很多细小气孔弯曲表面由于表面张力而产生压力差，（3）表面能与颗粒之间形成的毛细管力。

传质方式：（1）扩散（表面扩散、界面扩散、体积扩散）；（2）蒸发与凝聚；（3）溶解与沉淀；（4）黏滞流动和塑性流动等，一般烧结过程中各不同阶段有不同的传质机理，即烧结过程中往往有几种传质机理在起作用。

8-3 下列过程中，哪一个能使烧结体强度增大，而不产生坯体宏观上的收缩? 试说明理由。

（1）蒸发－冷凝；（2）体积扩散；（3）粘性流动；（4）晶界扩散；（5）表面扩散；（6）溶解－沉淀解：蒸发－凝聚机理（凝聚速率＝颈部体积增加）烧结时颈部扩大，气孔形状改变，但双球之间中心距不变，因此坯体不发生收缩，密度不变。

扩散与固相反应习题答案

扩散与固相反应习题答案扩散与固相反应习题答案扩散与固相反应是化学中的两个重要概念，掌握它们对于理解物质的运动和反应过程至关重要。

下面将通过一些习题来探讨扩散与固相反应，并给出相应的答案。

1. 问题：当两种气体分子在容器中扩散时，哪种分子会扩散得更快？答案：根据格雷厄姆定律，扩散速率与分子的质量成反比。

因此，分子质量较小的气体会扩散得更快。

2. 问题：在实验室中，我们经常使用氨气和盐酸进行实验。

当氨气和盐酸反应时，会产生什么样的固相产物？答案：氨气和盐酸反应会生成氯化铵（NH4Cl）固体。

3. 问题：在固相反应中，反应速率受到哪些因素的影响？答案：固相反应的速率受到以下因素的影响：温度、反应物浓度、反应物粒度和催化剂的存在。

4. 问题：在固相反应中，反应速率与反应物粒度有什么关系？答案：反应物粒度越小，反应物的表面积越大，反应速率就会越快。

这是因为反应物表面积的增加会增加反应物之间的碰撞概率，从而促进反应的进行。

5. 问题：在固相反应中，催化剂的作用是什么？答案：催化剂能够降低反应的活化能，从而加速反应速率。

催化剂通过提供一个新的反应路径，使得反应更容易发生。

6. 问题：在固相反应中，温度对反应速率有何影响？答案：温度的升高会增加反应物的动能，使分子之间的碰撞更加频繁和有力。

这会增加反应的速率。

7. 问题：在固相反应中，反应物浓度对反应速率的影响如何？答案：反应物浓度的增加会增加反应物的碰撞概率，从而加快反应速率。

这是因为反应物浓度的增加会导致反应物分子之间的碰撞频率增加。

8. 问题：在固相反应中，反应物浓度的增加是否总是导致反应速率的增加？答案：反应物浓度的增加并不总是导致反应速率的增加。

当反应物浓度达到一定程度时，反应速率将达到一个平衡状态，不再随浓度的增加而增加。

通过以上习题，我们可以更好地理解扩散与固相反应的概念和相关因素。

扩散和固相反应在化学和生物学等领域中都有重要的应用，对于研究物质的运动和反应过程起着关键作用。

固态相变试题库及答案

固态相变课程复习思考题2012-5-171.说明金属固态相变的主要分类及其形式2.说明金属固态相变的主要特点3.说明金属固态相变的热力学条件与作用4.说明金属固态相变的晶核长大条件和机制5.说明奥氏体的组织特征和性能6.说明奥氏体的形成机制7.简要说明珠光体的组织特征8.简要说明珠光体的转变体制9.简要说明珠光体转变产物的机械性能10.简要说明马氏体相变的主要特点11.简要说明马氏体相变的形核理论和切边模型12.说明马氏体的机械性能，例如硬度、强度和韧性13.简要说明贝氏体的基本特征和组织形态14.说明恩金贝氏体相变假说15.说明钢中贝氏体的机械性能16.说明钢中贝氏体的组织形态17.分析合金脱溶过程和脱溶物的结构18.分析合金脱溶后的显微组织19.说明合金脱溶时效的性能变化20.说明合金的调幅分解的结构、组织和性能21.试计算碳含量为2.11%（质量分数）奥氏体中，平均几个晶胞有一个碳原子？22.影响珠光体片间距的因素有哪些？23.试述影响珠光体转变力学的因素。

24.试述珠光体转变为什么不能存在领先相25.过冷奥氏体在什么条件下形成片状珠光体，什么条件下形成粒状珠光体26.试述马氏体相变的主要特征及马氏体相变的判据27.试述贝氏体转变与马氏体相变的异同点28.试述贝氏体转变的动力学特点29.试述贝氏体的形核特点30.熟悉如下概念：时效、脱溶、连续脱溶、不连续脱溶。

31.试述Al-Cu合金的时效过程，写出析出贯序32.试述脱溶过程出现过渡相的原因33.掌握如下基本概念：固态相变、平衡转变、共析相变、平衡脱溶、扩散性相变、无扩散型相变、均匀形核、形核率1.说明金属固态相变的主要分类及其形式？（1）按热力学分类：①一级相变②二级相变（2）按平衡状态图分类：①平衡相变㈠同素异构转变和多形性转变㈡平衡脱溶沉淀㈢共析相变㈣调幅分解㈤有序化转变②非平衡相变㈠伪共析相变。

㈡马氏体相变。

㈢贝氏体相变。

㈣非平衡脱溶沉淀。

材料物理化学-第八章固相反应

材料物理化学
湖南工学院
Jander的球体模型由球体颗粒的转化率公式：
G R 0 ( R 0 x） R0
3 3 3
1 (
1 x R0
) x R 0 [1 (1 G )
3
1/ 3
]
代入Jander方程x2＝Kt
x
2
R 0 [1 (1 G )
1/3
2
1/3
F 0 ( G ) (1 G ) ln (1 G ) G K t
8.4 影响固相反应的因素
1、反应物化学组成与结构的影响化学组成与结构是影响固相反应的内因，是决定反应方向和反应速率的重要因素。热力学角度看，在一定温度、压力条件下，反应可能进行的方向是自由自由焓减少（△G<0）的方向。而且△G的负值越大，反应的热力学推动力也越大。从结构上看，反应物的结构状态质点间的化学键性质以及各种缺陷的多少都将反应速率产生影响。（实验证明，同组成的反应物，其结晶状态、晶型由于其热历史不同易出现很大的差别，从而影响到这种物质的反应活性。在同一反应系统中，固相反应速度与各反应物间的比例有关。
n
m
n
n
（均相）
K F (1 G )
（非均相）
F：反应物截面；1－G：剩余转化率（2）球形颗粒的截面积 F （3）考虑一级反应 ①球形颗粒：
dG dt K 4 R 0 (1 G )
2 3 / 2
4 R 0 (1 G )
2
2 /3
(1 G ) K 1 (1 G )
dm dt D( dc dx ) x
设：反应产物AB密度为ρ，迁移量dm与dx成正比，dm＝ ρdx

低热固相化学反应课后练习题含答案

低热固相化学反应课后练习题含答案题目一一溶液的pH值为4，试问这个溶液中存在着哪种物质？答案一这个溶液中存在着酸。

题目二将1mol的NaOH加入1L的水中，求该溶液的pH值。

答案二NaOH完全离解，生成OH-，因此[OH-]=1mol/1L=1MpOH=-log[OH-]=-log1=-0pH=14-pOH=14因此，该溶液的pH值为14。

题目三该化学反应产生了60kJ/mol的热，这个反应的热效应是正的还是负的？答案三这个反应的热效应是负的，因为这个反应产生了热。

题目四挥发性溶液的气压是多少？答案四挥发性溶液的气压与溶液的温度有关，根据Raoult定律，气压与所有组分的摩尔分数有关。

假设s A表示组分A的摩尔分数，P A表示A的饱和蒸汽压，那么s A组成的溶液的蒸汽压为s A P A。

如果一个溶液中有两种组分A和B，那么溶液的蒸汽压为s A P A+s B P B。

因此，挥发性溶液的气压取决于溶液的组分和温度。

题目五在化学反应中，为什么有些反应物需要在固态下进行反应？答案五在某些化学反应中，至少一个反应物必须以固态形式存在，因为固态反应通常具有较高的反应速率，低的副反应速率以及在某些情况下更低的反应能量。

固态反应通常发生在晶体和多孔材料上，因为它们可以提供具有高表面能量的表面反应的场所。

此外，固态反应通常是脱水或氧化反应以及一些聚合反应的基础。

结论本文介绍了低热固相化学反应的几个问题，包括pH值、热效应、气压以及固态反应等。

在化学反应中，这些问题通常是需要重点考虑的因素。

本文提供了详细的答案和解释，帮助读者更好地了解低热固相化学反应相关问题。

固态相变习题与参考解答

固态相变习题与参考解答1、解释下列名词：自扩散：是在纯金属中的原子或固溶体中的溶质原子由一个平衡位置迁移到另一个平衡位置的单纯由热运动引起的扩散现象。

化学扩散：间隙扩散：间隙扩散是扩散原子在点阵的间隙位置之间跳迁而导致的扩散。

间隙固溶体中溶质原子半径较小，间隙位置数目较多，易发生间隙扩散。

置换扩散：置换扩散以原子跳动到邻近空位的方式进行，因此认为置换扩散也应该是通过单独跳动机制进行的。

它与间隙扩散的区别在于跳动是通过空位进行的，即扩散机制是一种空位扩散机制。

互扩散：是溶质原子和溶剂原子同时存在迁移的扩散。

严格来讲，大部分合金系统的原子扩散都是互扩散。

晶界扩散：熔化的钎料原子沿着母材金属的结晶晶界的扩散现象。

晶界扩散所需要的激活能比体扩散小，因此，在温度较低时，往往只有晶界扩散发生。

而且，越是晶界多的金属，越易于焊接，焊接的机械强度也就越高。

上坡扩散：原子扩散的驱动力是化学位。

在一般情况下，总是从浓度高处向浓度低处扩散，这叫顺扩散，但有时也会发生从浓度低处向浓度高处扩散的现象，成为逆扩散，即上坡扩散。

2、什么叫原子扩散和反应扩散 ?原子扩散是一种原子在某金属基体点阵中移动的扩散。

在扩散过程中并不产生新相，也称为固溶体扩散。

扩散物质在溶剂中的最大浓度不超过固溶体在扩散温度下的极限浓度，原子扩散有自扩散，异扩散和互扩散三类。

扩散过程不仅会导致固溶体的形成和固溶体成分的改变，而且还会导致相的多形性转变或化合物的形成。

这种通过扩散而形成新相的现象称为反应扩散，也叫相变扩散。

3、什么叫界面控制和扩散控制?试述扩散的台阶机制 ?[简要解答] 生长速度基本上与原子的扩散速率无关，这样的生长过程称为界面控制。

相的生长或溶解为原子扩散速率所控制的扩散过程称为扩散控制。

如图，α相和β相共格，在DE、FG处，由于是共格关系，原子不易停留，界面活动性低，而在台阶的端面CD、EF处，缺陷比较多，原子比较容易吸附。

因此，α相的生长是界面间接移动。

材料物理化学第八章固态反应习题

湖南工学院材料物理化学第八章固相反应习题与解答1、什么是固相反应？发生固相反应的推动力是什么？解：固相反应：固体参与直接化学反应并发生化学变化，同时至少在一个过程中起控制作用的反应。

固相反应推动力：系统化学反应前后的自由焓变化G<0△2、什么是杨德尔方程式？它是依据什么模型推导出的？解：杨德尔方程式：[1－（1－G ）1/3]2＝K J T 杨德尔方程式依据球体模型推导出来，且扩散截面积一定的等径球体。

3、什么叫泰曼温度？解：固相反应强烈进行，体积扩散开始明显进行，也就是烧结的开始温度。

4、固相反应中，什么是抛物线方程？什么是杨德尔方程？它们的适应范围分别是怎样的？解：抛物线方程：X 2＝Kt 表示产物层厚度与时间的关系。

杨德尔方程：[1－（1－G ）1/3]2＝K J T 说明物质转化率与时间的关系。

抛物线方程适应于平板模型推导出的固相反应系统。

杨德尔方程适应于球体模型推导出来的固相反应系统。

5、固相反应中，什么是杨氏方程？什么是金氏方程？适应范围分别是怎样的？解：杨德尔方程（1－（1－G ）1/3）2=Kt 适应于球体模型扩散截面积恒定的情形。

金氏方程 X2（1－2/3·（X/R ））=Kt 适应于球体模型扩散截面积不恒定的情形。

6、由Al2O3和SiO2粉末反应生成莫来石，过程由扩散控制，如何证明这一点？已知扩散活化能为209 kJ/mol，1400℃下，1h完成10％，求1500℃下，1h和4h 各完成多少？（应用杨德方程计算）解：如果用杨德尔方程来描述Al2O3和SiO2粉末反应生成莫来石，经计算得到合理的结果，则可认为此反应是由扩散控制的反应过程。

由杨德尔方程，得又，故从而1500℃下，反应1h和4h时，由杨德尔方程，知所以，在1500℃下反应1h时能完成15.03%，反应4h时能完成28.47%。

7、粒径为1μm球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第1h有20％的Al2O3起了反应，计算完全反应的时间。

《固固反应》PPT课件

K3 (1 x) 3
分离变量，积分得
2
F3 (1x) 3 1K3t
（8–38）
. b 若忽略接触面积变化（如反应开始时，接触面积可视为不变）
dx dt
K3' (1x)
（8–37）
t 0 ， x 0 分离变量，积分得
F 3' ln 1 (x)K 3 't（8–39）
15 精选PPT
(1 x)2 3 1
例如，① 置换反应：AB + CD = AD + BC
② 生成尖晶石如
A O B 2O 3 A2O B 4
A2O l3Ni ONi2O A 4 l
固体的扩散：单晶：主要通过空位机理进行，即离子空位梯度是扩散的驱动力。多晶：除空位扩散外，还可能有晶界扩散、表面扩散等其他扩散方式。而且进一步还有其他因素影响扩散过程，如加热时颗粒的烧结、氧化物体系中的 Kirkendall效应和离子扩散时的电中性的条件等。
22 精选PPT
8.3.4 影响固–固相反应的因素
1）粒度 ① 当大的颗粒仍在进行反应，小颗粒已经反应完
毕， k ' r2 。 ② 颗粒分布影响孔隙多少，从而影响接触面积多少，因小颗
粒会进入到大颗粒所形成的间隙中。
23 精选PPT
2）添加剂起催化作用或阻碍作用，主要是能增加或减少晶格的缺陷数
目，从而增加或减少空位的浓度（增加缺陷，增加活性）。例如对ZnO+CuSO4的交换反应的研究表明：将Li+加入到锌
9 精选PPT
§8.3 固–固相反应动力学模型三种限制步骤的可能性：
⑴ 相界面上的化学反应速度控制； ⑵ 经过一连续的产物层的扩散所控制； ⑶ 混合控制。尖晶石生成反应 A O B 2O 3 A2O B 4