物理冶金原理第一章习题讲解(北航)
《冶金原理》课后习题及解答
《冶金原理》课后习题及解答第一章1 冶金原理研究得主要内容包括＿＿____＿＿、____＿__＿与＿_＿_____。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指_____＿__、__＿_____。
液态得金属、合金。
1、冶金原理就是提取冶金得主要基础科学,它主要就是应用＿_＿_＿_＿得理论与方法研究提取冶金过程,为解决有关____＿问题、开拓＿__＿得冶金工艺、推进冶金技术得发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体得主要成分得不同,一般将冶金熔体分为________、_＿____、_______、____＿__四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫、3、冶金原理按具体得冶金对象分为____＿_冶金原理及___＿_冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中得作用得不同,熔渣主要分为________、_＿＿____、_____＿_＿、＿__＿_＿_＿__四种。
在生产实践中,必须根据各种冶炼过程得特点,合理地选择__＿__,使之具有符合冶炼要求得物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣、熔渣。
5、熔渣就是____＿＿＿与_＿_____得重要产物之一、金属提炼、精炼过程。
6、熔渣就是指主要由各种＿_____熔合而成得熔体。
氧化物。
7、______＿_得作用在于使原料中得某些有用成分富集于炉渣中,以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______得作用就是捕集粗金属中杂质元素得氧化产物,使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中,为了使锍得液滴在熔渣中更好得沉降、降低主金属在渣中得损失,要求熔渣具有较低得____＿＿、＿___＿_与____＿__。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属得回收率、降低冶炼过程得能耗,必须使锍具有合适得_＿____、物理化学性质。
11、在生产实践中,必须根据各种冶炼过程得特点,合理地选择__＿_____,使之具有符合冶炼要求得物理化学性质、熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决得问题有:１)计算给定条件下得;根据得正负判断该条件下反应能否自发地向____＿__＿进行:2)计算给定条件下得平衡常数,确定反应进行得____＿_;３)分析影响反应得与平衡常数,为进一步提高_＿__＿___指明努力方向。
《冶金原理》课后习题和解答
第一章1 冶金原理研究的主要内容包括________、________和________。
冶金动力学、冶金热力学、冶金溶液。
2 金属熔体指________、________。
液态的金属、合金。
1、冶金原理是提取冶金的主要基础科学，它主要是应用_______的理论和方法研究提取冶金过程，为解决有关_____问题、开拓____的冶金工艺、推进冶金技术的发展指明方向。
物理化学、技术、新2、根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为________、______、_______、_______四种类型。
金属熔体、熔渣、熔盐、熔硫。
3、冶金原理按具体的冶金对象分为______冶金原理及_____冶金原理。
钢铁、有色金属。
4、根据熔渣在冶炼过程中的作用的不同，熔渣主要分为________、_______、________、__________四种。
在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择_____，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
冶炼渣、精炼渣、富集渣、合成渣。
熔渣。
5、熔渣是_______和_______的重要产物之一。
金属提炼、精炼过程。
6、熔渣是指主要由各种______熔合而成的熔体。
氧化物。
7、________的作用在于使原料中的某些有用成分富集于炉渣中，以便在后续工序中将它们回收利用。
富集渣、8、_______的作用是捕集粗金属中杂质元素的氧化产物，使之与主金属分离。
精炼渣。
9、在造锍熔炼过程中，为了使锍的液滴在熔渣中更好的沉降、降低主金属在渣中的损失，要求熔渣具有较低的______、______和_______。
粘度、密度、渣-锍界面张力。
10、为了提高有价金属的回收率、降低冶炼过程的能耗，必须使锍具有合适的______.物理化学性质。
11、在生产实践中，必须根据各种冶炼过程的特点，合理地选择________，使之具有符合冶炼要求的物理化学性质。
熔渣成分12、冶金过程热力学可以解决的问题有：1）计算给定条件下的；根据的正负判断该条件下反应能否自发地向________进行：2）计算给定条件下的平衡常数，确定反应进行的______；3）分析影响反应的和平衡常数，为进一步提高________指明努力方向。
(整理)冶金传输原理习题答案
第一章 流体的主要物理性质（吉泽升版）1-1何谓流体，流体具有哪些物理性质？答：流体是指没有固定的形状、易于流动的物质。
它包括液体和气体。
流体的主要物理性质有：密度、重度、比体积压缩性和膨胀性。
1-2某种液体的密度ρ=900 Kg ／m 3，试求教重度y 和质量体积v 。
解：由液体密度、重度和质量体积的关系知：)m /(88208.9900g 3N VG=*===ργ ∴质量体积为)/(001.013kg m ==ρν1.4某种可压缩液体在圆柱形容器中，当压强为2MN ／m 2时体积为995cm 3，当压强为1MN ／m 2时体积为1000 cm 3，问它的等温压缩率k T 为多少? 解：等温压缩率K T 公式(2-1): TT P V VK ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆∆-=1 ΔV=995-1000=-5*10-6m 3注意：ΔP=2-1=1MN/m 2=1*106Pa将V=1000cm 3代入即可得到K T =5*10-9Pa -1。
注意：式中V 是指液体变化前的体积1.6 如图1.5所示，在相距h ＝0.06m 的两个固定平行乎板中间放置另一块薄板，在薄板的上下分别放有不同粘度的油，并且一种油的粘度是另一种油的粘度的2倍。
当薄板以匀速v ＝0.3m/s 被拖动时，每平方米受合力F=29N ，求两种油的粘度各是多少?解：流体匀速稳定流动时流体对板面产生的粘性阻力力为YA F 0y x νητ==平板受到上下油面的阻力之和与施加的力平衡，即hh F 0162/22/h νηνηνητ=+==合代入数据得η=0.967Pa.s第二章 流体静力学（吉泽升版）2-1作用在流体上的力有哪两类，各有什么特点? 解:作用在流体上的力分为质量力和表面力两种。
质量力是作用在流体内部任何质点上的力，大小与质量成正比，由加速度产生，与质点外的流体无关。
而表面力是指作用在流体表面上的力，大小与面积成正比，由与流体接触的相邻流体或固体的作用而产生。
冶金原理 课后题答案
第一章 冶金热力学基础1．基本概念：状态函数，标准态，标准生成自由能及生成焓，活度、活度系数和活度相互作用系数，分解压和分解温度，表面活性物质和表面非活性物质，电极电势和电池电动势，超电势和超电压。
2．△H 、△S 和△G 之间有何关系，它们的求算方法有什么共同点和不同点？3．化合物生成反应的ΔG °-T 关系有何用途？试根据PbO 、NiO 、SiO2、CO 的标准生成自由能与温度的关系分析这些氧化物还原的难易。
4．化学反应等温式方程联系了化学反应的哪些状态？如何应用等温方程的热力学原理来分析化学反应的方向、限度及各种 因素对平衡的影响？5．试谈谈你对活度标准态的认识。
活度标准态选择的不同，会影响到哪些热力学函数的取值？哪些不会受到影响？6．如何判断金属离子在水溶液中析出趋势的大小？7．试根据Kelvin 公式推导不同尺寸金属液滴（半径分别为r1、r2）的蒸汽压之间的关系。
8．已知AlF 3和NaF 的标准生成焓变为ΔH °298K,AlF3(S)=-1489.50kJ ·mol -1, ΔH °298K,NaF(S)=-573.60kJ ·mol -1，又知反应AlF 3(S)+3NaF (S)=Na 3AlF 6(S)的标准焓变为ΔH °298K=-95.06kJ ·mol -1，求Na 3AlF 6(S)的标准生成焓为多少？(-3305.36 kJ ·mol -1)9．已知炼钢温度下：（1）Ti (S)+O 2=TiO 2(S) ΔH 1=-943.5kJ ·mol -1（2）[Ti]+O 2=TiO 2(S) ΔH 2=-922.1kJ ·mol -1 （3）Ti (S)=Ti(l) ΔH 3=-18.8kJ ·mol -1求炼钢温度下，液态钛溶于铁液反应Ti(l)=[Ti]的溶解焓。
《冶金物理化学》答案解析
=-492310
J/mol
1-9 用 Si 热法还原 MgO， 即 Si+2MgO2=2Mg(s)+SiO2(s0 的标准吉布斯自由能与温度的 关系为： ∆ r G =
θ
( 523000 − 211.71T )
J/mol
试计算： （1）在标准状态下还原温度； （2）若欲使还原温度降到 1473K，需创造什么条件？ 解：(1) 令 即 523000-211.71T=0 ∆ r Gθ = 0
1 Fes + O2( g ) + Al2O3 = FeO • Al2O3 (s) 2
3.128 ×104 lg( pO2 / pa ) = − + 12.895 T
∆ f Gθ = ( −578200 + 166.5T ) J / mol
在 1373-1700K 的平衡氧分压为 已知 Mo+O2=MoO2(S)
0 -601.8
θ θ H 298 − H0 / kJ / mol
-212.12
8656.7
解：先将气态 O2 的 fef 值换算为 298K 时的 fef
θ θ θ θ GT − H 298 Gθ − H 0 H θ − H0 [ = ]O2 [ T ]O2 − [ 298 ]O2 T T T
=-212.12-8656.7/1000 =-220.78 J/mol ⋅ k 由反应式
= 2 × (−1986300 + 402.1T ) − 2 × (−1687200 + 326.8T ) − (−578200 + 166.5T )
= −20000 − 15.9T
代入 T=1600K 则有 ∆ r G = −45440 J / mol
材料加工冶金传动原理习题解答.doc
材料加工冶金传动原理习题解答第一章流体的主要物理性质1-1什么是流体，它的物理性质是什么？答:流体是指没有固定形状且易于流动的物质。
它包括液体和气体。
流体的主要物理特性是:密度、比重、比容压缩性和膨胀性。
1-流体是指没有固定形状且易于流动的物质。
它包括液体和气体。
流体的主要物理特性是:密度、比重、比容压缩性和膨胀性。
1.根据液体密度、重力和质量体积之间的关系:8756；质量体积为1.4当压力为2 mN/m2时，圆柱形容器中某种可压缩液体的体积为995cm3，当压力为1 mN/m2时，体积为1000 cm3。
它的等温压缩率是多少？解决方案:等温压缩系数KT公式(2-∴质量体积为1.4)当压力为2 Mn/m2时，圆柱形容器中的可压缩液体的体积为995cm3，当压力为1 Mn/m2时，体积为1000 cm3。
它的等温压缩系数kT是多少？解决方案: 等温压缩系数KT公式(2:δp=2-1=1mn/m2=1 * 106 pa)可通过将V=1000cm3代入KT=5*10-9Pa-1得到。
注意:其中，v为液体如图1.5所示变化前的体积1.6，另一块薄板放置在两块固定平行板之间，距离h=0.06 m，不同粘度的油分别放置在薄板的上方和下方，一种油的粘度是另一种油的两倍。
当薄板以恒定速度v=0.3m/s拖动时，合力F=29N每平方米，两种油的粘度分别是多少？解决方案:当流体以恒定速度稳定流动时，流体在板表面上产生的粘性阻力是板对上下油表面的阻力和所施加的力之和的平衡，即η=0.967帕。
第二章流体静力学(吉泽隆起)2-注:其中，v为液体如图1.5所示变化前的体积1.6，另一块薄板放置在两块固定平行板之间，距离h=0.06 m，不同粘度的油分别放置在薄板的上方和下方，一种油的粘度是另一种油的两倍。
当薄板以恒定速度v=0.3m/s拖动时，合力F=29N每平方米，两种油的粘度分别是多少？解决方案:当流体以恒定速度稳定流动时，流体在板表面上产生的粘性阻力是板上下油表面的阻力和施加的力之和的平衡，即η=0.967帕。
冶金原理1
1
1.4 平衡常数Ko及的ΔGO计算法
1.4.1 计算法
（3）线性组合法
1.4.2 实验法
(1)
A ln K B T
A lg K B T
例题：
当r C p,m 0， r H m 常数
r H m ln K (T ) C RT
(2) 电动势法
例题：
aiR Pi / Pi * k H xi / Pi * i0 xi i i0
a Pi / Pi Pi * xi / Pi * xi i 1
R i *
aiR Pi / Pi* Pi * i xi / Pi * i xi i 1
22
2 实际溶液的三种范围的活度及活度系数（二） Pi k H , aiH 1, xi 1 标准态：假想纯物质，亨利定律基准。 浓度表示方法 活度 活度系数
溶液的热力学性质－活度及活度系数
2.1 常用溶液组分浓度单位及其换算关系变化
对于二元系A-B，几种不同组成表示之间，可用以下 式子相互换算：
M A wB M AbB M A cB xB M B wA M A wB M AbB 1 M A cB M BcB
14
2
2.2 溶液的基本物理化学定律
分配定律：
C i ( ) Li C i ( II )
Pi Pi 0 xi
●拉乌尔（Raoult）定律
●亨利(Henry)定律
Pi K H xi Pi K H [%i]
MA KH KH 100 M i
★
若组元在全部浓度范围内都服从亨利定律， 则必然也服从拉乌尔定律。 K H Pi 0
冶金物理化学学习指导及习题解答
冶金物理化学学习指导及习题解答1．冶金热力学辅导热力学内容下四个部分1）冶金热力学基础2）冶金熔体（铁溶液、渣溶液）3）热力学状态图（Ellingham图，相图）注：把各个知识点划分成三个等级；最重要的等级―――“重点掌握”第二等级―――“掌握”，第三等级―――“了解”，这便于学习者在自学或复习内容时参考。
也便于在学习时能抓住重点，更快更好地掌握冶金物理化学这门重要基础学科。
1．1 冶金热力学基础共7个知识点1） 重点掌握体系中组元i 的自由能表述方法；（包括理想气体、液体、固体）理想气体的吉布斯自由能封闭的多元理想气体组成的气相体系中，任一组元i 的吉布斯自由能为ln i i i G G RT P ∅=+i P '－i 组分气体的实际压强，Pa ；P ∅－标准压强，Pa ，也即Pa 51001325.1⨯。
应该注意的是，高温冶金过程中的气体由于压强比较低，都可以近似看作理想气体。
液相体系中组元i 的吉布斯自由能在多元液相体系中，任一组元i 的吉布斯自由能为 ln i i i G G RT a ∅=+其中，i a ----组元的活度，其标准态的一般确定原则是：若i 在铁液中，选1%溶液为标准态，其中的浓度为质量百分数，[%i]； 若i 在熔渣中，选纯物质为标准态，其中的浓度为摩尔分数，i X ；若i 是铁溶液中的组元铁，在其他组元浓度很小时，组元铁的活度定义为1。
固相体系中组元i 的吉布斯自由能在多元固相体系中，其中任一组元i 的吉布斯自由能为 ln i i i G G RT a ∅=+i a 确定原则是：若体系是固溶体，则i 在固溶体中的活度选纯物质为标准态，其浓度为摩尔分数，i X ； 若体系是共晶体，则i 在共晶体中的活度定义为1； 若体系是纯固体i ，则其活度定义为1。
2）重点掌握化学反应等温方程式ln G G RT Q ∅∆=∆+G ∆有三种情况 1）0>∆G ，以上反应不可以自动进行；2） 0<∆G ，以上反应可以自动进行； 3） 0=∆G ，以上反应达到平衡，此时G RTLnK ∅∅∆=-注：（1）G ∆是反应产物与反应物的自由能的差，表示反应的方向（反应能否发生的判据）；表示任意时刻(不平衡状态)的压强商或活度商。
物理冶金学原理1、2、3
4.标准极射赤面投影 在图1.24（b）的极射赤面投影中，｛100｝ 面的简单，对称的位置显示了立方晶体的标准极
射赤面投影的特征。为了从图1.24（a）所示的取
向获得这种取向。只需将极射赤面投影围绕中心
钉按顺时针方向旋转63°即可。为了简便起见，
我们只讨论了｛100｝面，其它晶面也可同样在极 射赤面投影中表现出来。
水平面为｛100｝型晶面，而在图1.16（b）中的
垂直面则为（100）面。这些数字就是该晶面的 密勒指数。
2.密勒指数的确定 （1）确定晶面在三个晶轴上的截距，这些截距用从 原点开始的轴长表示：
X
2 1／2
Y
3 1／3
Z
1 1
轴
截距
(2）取这些数字的倒数 （3）将这些倒数化为具有同一比例的最小整数
2.乌拉尔网的建立及作用 （1）要使极射赤面投影上的点得以定量 的测量出来，须将常用的纬线和经线系统 的进行极射赤面投影，图1.22。求得的参考 图像即所谓的乌拉尔网，可以用来确定任 一给定的晶面的位置。
（2）乌拉尔网主要用于测量两个晶面之间 的角度。其方法为将两个晶面的极射赤面 投影画在透明纸上，然后将这张纸放在乌 拉尔网上并将其中心钉住图1.23a，然后将 极射赤面投影围绕中心钉相对与乌拉尔网 旋转，知道（100）和（010）面都落在同 一经线上为止，图1.23b。于是，它们之间 的角度就可以准确的读出，并且求得为 90°。
三． 晶体结构 1. 初基晶胞
晶体结构用初基晶胞来描述尤为优越，初 基晶胞是指在点阵的角顶上有阵点存在的晶胞。
采用初基晶胞的优点就是每个晶胞事实上
只含有一个原子，图1.13（a）可用来证实这 种说法。
北航物理冶金原理3-合金相图与凝固(1)
B%
B
A
T, oC
Liquid: L
L + a
Solid: a
Co
CL
CS
Cs＝ k CL
Wa
WL
Co
CL
Ca
Ts
TL
二、单相合金的平衡凝固：Equilibrium Solidification 2. 两相平衡的基本规则：杠杆规则 Lever Rule 平衡相之成分点：连接线－tie-line or Conode 平衡相之相对重量百分数：杠杆定律Lever Rule
相平衡规律：相律
体系自由度 f＝n – p + 2 f＝n – p + 1（常压条件）
常见基本相图类型
1、匀晶相图（无限互溶单相固溶体）Isomorphous +L
L
a
(f=2-1+1=2)
(f=2-1+1=2)
(f=2-2+1=1)
2、共晶相图：Eutectic Phase Diagram LE (a+b) 三相平衡 f=2-3+1=0
单相二元合金的凝固 Solidification of Single-Phase Binary Alloys
一、相图分析： 液相线－Liquidus; 固相线－Solidus; 液相区; 固相区; 两相区. 自由度
DT
DGv
Tm
T
G
GL
Gs
Spontaneous Nucleation 自发形核（均匀形核）
Spontaneous Nucleation 自发形核（均匀形核）
Spontaneous Nucleation 自发形核（均匀形核）
r
临界形核功： Critical Energy of Nucleation
钢铁冶金原理第一章 冶金过程热力学基础1
v1 B1 v2 B2 v3 B3 v4 B4
r Gm (T ) vB f Gm (B, T )
r Gm (T ) ＝ v G ( 生成物 , T ) v G B f m B f m (反应物,T )
式中： mol-1， f Gm ( B, T ) —— 物质B的标准生成吉布斯自由能， J·
，
另：
dSU ,V 0
第一章
冶金过程热力学基础
在不同的条件下，可根据不同的热力学平衡判据，判断 过程进行的可能性、方向性及最大限度。
§1.1.3 热效应的计算
一、物理变化过程中热效应的计算
纯物质的加热和冷却是一个物理变化过程，其过程焓变 可用kirchhof公式计算，对于等压加热过程： T2 cal C p f T H q p C p dT g .k T1 ，
即：
0 G 0 G 0 2 ln K T H T RT T T T p p p
H 0 ln K 2 T p RT
称为化学反应的等压方程式p6
第一章 冶金过程热力学基础
第一章 冶金过程热力学基础
化学反应的判据 0：K J，正反应未达到平衡， ) 反应正向进行(即向产物方向进行 G 0：K J，逆反应未达到平衡， 反应逆向进行(即向反应物方向进行 ) 0：K J，反应达到平衡
量， G：决定反应方向的物理 用于判定反应的可能性 。 ★ G ：用于计算K值， 计算反应在T温度下能够完成的限度 的量。
aA bB cC dD
等温下： G G 0 RT ln J p
c d pC . pD Jp a b p A . pB
物理冶金原理课件阶段复习知识与及习题参考答案
热力学基础
题目1
简述热力学第一定律的内容及其在物理冶金中的应用。
答案1
热力学第一定律指出，在一个封闭系统中，能量不能消失或产生，只能从一种形 式转化为另一种形式。在物理冶金中，这一原理用于指导金属材料的熔炼、凝固 和相变过程，通过控制温度、压力等条件实现能量的有效利用和转化。
热力学基础
题目2
解释热力学第二定律中熵的概念，并说明其在冶金过程中的应用。
结果分析
根据实验数据，对实验结果进行分析 和解释，探讨实验现象的本质和规律 。
实验结果与讨论
实验结果
总结实验的主要结果，包括观察到的现象、测量的数据等。
结果讨论
对实验结果进行深入讨论，探讨可能的误差来源、实验条件的优化等，并提出进一步的 研究方向。
05 习题参考答案
热力学部分习题答案
总结词
掌握热力学基本概念和原理，能够解决实际 问题。
04 物理冶金原理实验与实践
实验设备与实验方法
实验设备
介绍实验所需的设备，如高温炉 、真空炉、金相显微镜等，以及 这些设备的主要功能和使用方法 。
实验方法
详细说明实验的操作流程，包括 实验前的准备、实验过程、实验 后处理等，以及实验中需要注意 的事项。
实验数据处理与分析
数据处理
介绍实验数据的收集、整理、处理和 分析的方法，包括数据的图表表示、 统计分析等。
动力学基础
题目4
解释固态相变过程中动力学控制的相变机制，并说明 其对金属材料性能的影响。
答案4
固态相变过程中，相变机制受到动力学控制。根据动力 学条件的不同，相变机制可以是扩散控制或界面控制的 。扩散控制的相变机制涉及原子在固溶体中的长程扩散 ，如调幅分解和有序化过程；而界面控制的相变机制则 涉及新旧相之间的界面移动，如马氏体相变和贝氏体相 变等。这些相变机制对金属材料的性能具有重要影响， 如通过控制相变速率可以调控材料的力学性能和物理性 能。
(完整word版)冶金传输原理总复习
第一章动量传输的基本概念 1．流体的概念物质不能抵抗切向力，在切向力的作用下可以无限地变形，这种变形称为流动，这类物质称为流体，其变形的速度即流动速度与切向力的大小有关，气体和液体都属于流体。
2 连续介质流体是在空间上和时间上连续分布的物质。
3流体的主要物理性质密度；比容（比体积）；相对密度；重度（会换算） 4.流体的粘性在作相对运动的两流体层的接触面上，存在一对等值而反向的作用力来阻碍两相邻流体层作相对运动，流体的这种性质叫做流体的粘性，由粘性产生的作用力叫做粘性力或内摩擦力。
1) 由于分子作不规则运动时，各流体层之间互有分子迁移掺混，快层分子进入慢层时给慢层以向前的碰撞，交换能量，使慢层加速，慢层分子迁移到快层时，给快层以向后碰撞，形成阻力而使快层减速。
这就是分子不规则运动的动量交换形成的粘性阻力。
2) 当相邻流体层有相对运动时，快层分子的引力拖动慢层，而慢层分子的引力阻滞快层，这就是两层流体之间吸引力所形成的阻力。
5.牛顿粘性定律在稳定状态下，单位面积上的粘性力（粘性切应力、内摩擦应力）为dydv x yx μτ±==A Fτyx 说明动量传输的方向（y 向）和所讨论的速度分量（x 向）。
符号表示动量是从流体的高速流层传向低速流层。
动力粘度μ，单位Pa·s 运动粘度η，单位m 2/s 。
ρμη=例题1-16.温度对粘度的影响粘度是流体的重要属性，它是流体温度和压强的函数。
在工程常用温度和压强范围内，温度对流体的粘度影响很大，粘度主要依温度而定，压强对粘性的影响不大。
当温度升高时，一般液体的粘度随之降低；但是，气体则与其相反，当温度升高时粘度增大。
这是因为液体的粘性主要是由分子间的吸引力造成的，当温度升高时，分子间的吸引力减小，μ值就要降低；而造成气体粘性的主要原因是气体内部分子的杂乱运动，它使得速度不同的相邻气体层之间发生质量和动量的交换，当温度升高时，气体分子杂乱运动的速度加大，速度不同的相邻气体层之间的质量和动量交换随之加剧，所以μ值将增大。
冶金传输原理课后答案（朱光俊版,第一章）
1-9, (1)=ρρ01+βt/2788.0273100013.1kg=+=m3(2)γ0=ρ×g=1.3∗10=13γt =γo1+βt=2.7N m31-16 , R=R oM ρ=PRT(1)ρ1=PRT =6501∗10008.314∗1000∗27329=0.774Kg m3(2)ρ2=PRT1.116Kg m31-21 dV xdy =V oH=0.250.5∗0.001=0.5∗103 1/SU=τyxd vx d y =20.5∗103=4∗10−3 p a.S1-23,,V oH =d vxd y=0.181.3∗0.001=0.1385∗1000 1/SΤyx=FA =mg sinθA=1.18∗100∗10∗51367∗67∗0.0001=1.011∗103 P au=τyxd vx d y = 1.011∗1030.1385∗103=7.2 Pa.S《简爱》是一本具有多年历史的文学着作。
至今已152年的历史了。
它的成功在于它详细的内容，精彩的片段。
在译序中，它还详细地介绍了《简爱》的作者一些背景故事。
从中我了解到了作者夏洛蒂．勃郎特的许多事。
她出生在一个年经济困顿、多灾多难的家庭；居住在一个远离尘器的穷乡僻壤；生活在革命势头正健，国家由农民向工业国过渡，新兴资产阶级日益壮大的时代，这些都给她的小说创作上打上了可见的烙印。
可惜，上帝似乎毫不吝啬的塑造了这个天才们。
有似乎急不可耐伸出了毁灭之手。
这些才华横溢的儿女，都无一例外的先于父亲再人生的黄金时间离开了人间。
惜乎，勃郎特姐妹！《简爱》这本小说，主要通过简。
爱与罗切斯特之间一波三折的爱情故事，塑造了一个出生低微、生活道路曲折，却始终坚持维护独立人格、追求个性自由、主张人生平等、不向人生低头的坚强女性。
简。
爱生存在一个父母双亡，寄人篱下的环境。
从小就承受着与同龄人不一样的待遇：姨妈的嫌弃，表姐的蔑视，表哥的侮辱和毒打。
冶金传输原理【周俐】第一章课后习题及解答
冶传第一章习题答案1-1如图，质量为1.18×102㎏的平板尺寸为b×b=67×67㎝2，在厚δ=1.3 ㎜的油膜支承下以u=0.18m/s 匀速下滑，问油的粘度系数为多少？ 解：如图所示：2324sin 51.18109.81 1.310sin 137.16/6767100.18F uA F mg mg N s m Auμδθθδμ--==⨯⨯⨯⨯⨯∴==⨯⨯⨯1-2一平板在距另一平板2㎜处以0.61m/s 的速度平行移动，板间流体粘度为 2.0×10-3N·s/m 2,稳定条件下粘性动量通量为多少？粘性力又是多少？两者方向如何？以图示之。
解：粘性动量通量τ与粘性切应力'τ大小相等τ='τ=31230.612.010 6.110/210F u N m A d μ---==⨯⨯=⨯⨯1-3圆管中层流速分布式为)1(22Rr u u m x -=求切应力在r 方向上的分布，并将流速和切应力以图示之。
解：2222x m m du F r r u u A dr R Rτμμμ===-=1-4 221/0.007/T m cm s ρν=＝，的水在水平板上流动，速度分布为33(/)x u y y m s =-求：（1） 在1x x =处板面上的切应力；（2） 在11x x y mm == ，处于x 方向有动量通量存在吗？若有，试计算其值。
（3） 在11x x y mm == ，处的粘性动量通量。
'ττ快板慢板快流层u解：（1）2)4032(330.00710100032.110/y x y du Fy A dyN m τρυρυ=-=-===-=⨯⨯⨯=⨯（2）3310310/0xy u m s --=⨯≠∴在x=x 1,y=1mm 处于x 方向有动量通量存在 232321000(310)9.010/x xp x Au tu mv u N m ρτρ--∆∆∆===⨯⨯=⨯ （3）粘性动量通量433'21010000.007103 2.110/xy F Adu N m dyρυτ---===⨯⨯⨯=⨯ 1-5如上题，求x=x 1,y=1m 处两种动量通量，并与上题相比较。
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6、何谓固溶强化？试分析影响金属固溶强化效果的因素
• 固溶强化是指固溶体中由于合金元素的加入而使强度 硬度提高，塑性下降的现象。
（固溶体的强度硬度大于各组元而塑性较低的现象 ）
• 固溶强化理论最主要的是位错的钉札机制，即位错与 溶质原子的交互作用。溶质原子向位错偏聚，形成溶 质气团，降低位错的应变能和系统能量，使位错难于 移动。另外由于原子尺寸的差异造成晶格畸变，阻碍 位错的滑移，也会产生强化效果
同溶质原子的尺寸差越小晶格奇变越小扩散系数越小
• 晶体缺陷密度：
空位浓度: 过饱和空位（固溶后不能停留太长时间）
位错及层错密度：是扩散的快速通道
晶界（晶粒尺寸）: 纳米材料（表面纳米化－渗氮）
相界:
• 表面曲率：曲率半径越小、表面自由能越高、扩散驱动力越大（粉末冶金烧结、小晶粒缩小大晶粒长大）
• 其他合金元素的影响：或增加或减小或无影响
原子尺寸差越小晶格奇变越小扩散系数越小
化学亲和力越高（原子间结合力越强）扩散激活能越大扩散系数越小
• 溶剂金属性质：晶体结构、熔点、结合能
晶体结构致密度越高（BCC与 FCC相差1500倍) 原子扩散激活能越高、扩散系数越小
熔点越高（原子间结合力越强）扩散激活能越大扩散系数越小
与溶质原子化学亲和力越高（原子间结合力越强）扩散激活能越大扩散系数越小
① -Fe中，平均每个晶胞中有2个Fe原子 和6个八面体间隙，设每个晶胞中占有 X个C原子，可得到： X 0.1% ，则八 面体间隙被碳原子 2 X
占据的百分数为：
X 6
=0.033%
γ-Fe中，平均每个晶胞中有4个Fe原子
和4个八面体间隙，设每个晶胞中占有
X个C原子，可得到：
4
X X
8.9%
r四面
3 a R 0.224R 4
原子数： 1+8/8=2
(000) ( 1 1 1 ) 222
配位数：8+6（考虑次紧邻原子）
原子半径：4R 3a R 3 a 4
3
致密度：
2
4 3
3 4
a
a3
0.68
八面体间隙中心到最近邻原子中心的方向是 100 方向
r 八面
1 2
a
R
0.154R
• 当溶剂与溶质原子尺寸相近，电负性相差不大 时易形成置换式固溶体，绝大多数金属都形成 置换式固溶体，固溶度的大小主要取决于晶体 结构类型、原子尺寸和化学亲和力等。
• 当溶质原子足够小，可以填充溶剂结构的间隙 时可以形成间隙固溶体。由于金属大多是密堆 积结构，间隙的尺寸与金属原子直径相比是很 小的，故只有氢、硼、碳、氮等非金属元素的 原子才能形成间隙固溶体。间隙原子使晶格严 重变形，能够极大地提够材料的强度。
8、组元A具有面心立方晶体结构，组元B固溶于A中形成 置换式固溶体，试问A3B还是A2B成分的固溶体更易形成 有序固溶体？
组元B溶于A中，置 换面心立方中的顶 点位置的A组元，面 心位置仍有A组元占 据，每个晶胞中A、 B比例符合A3B，故 A3B更易形成有序固 溶体。
Hale Waihona Puke 10.试述固体合金中原子扩散的微观机制及影响金属原子扩散的主要因素
晶体学基础、金属及合金相结 构、固体金属原子扩散
2、在面心立方晶胞中，ABCD四点构成一个正四面体，四点的坐标分别为A (0, 1/2, 1/2), B (1/2, 1, 1/2), C (1/2, 1/2, 0), D (0, 1, 0)， 写出该四面体中四个面的晶面指数及六条边的 晶向指数。
AB110
AC 101
AD 011
BC 011
BD 101
CD 110
面ABC111或111 面ABD111或111
面BCD111或111 面ACD111或 111
3、求体心立方（BCC）、面心立方（FCC）及密排六方（HCP） 晶胞的原子数、原子半径、配位数、致密度、间隙半径；
原子半径：4R 2a R 2 a 4
四面体间隙半径是
扁八面体
r 四面
a 2 2
a 4
2
R
0.29R
原子数：12/6+2/2+3=6 原子半径： a 2R R a (理想情况下，c/a=1.633)
2
配位数：6+6(理想情况下CN=12)
6 4 R3
致密度： 3
0.74 6 3 a2c
4
4、碳在 -Fe（BCC）及 -Fe（FCC）中的最大固溶度（原子百分数）分别为0.1% 和8.9%，若碳原子均位于八面体间隙中，试分别计算八面体间隙被碳原子占据的百 分数；
原子数： 8/8+6/2=4
(000) (0 1 1 ) ( 1 0 1 ) ( 1 1 0) 22 2 2 22
原子半径：4R 2a R 2 a 4
3
致密度：
4
4 3
2 4
a
a3
配位数： 12
0.74
八面体间隙中心到最近邻原子中心的方向是 100 方向
r 八面
1 2
a
R
0.414R
四面体间隙中心到最近邻原子中心的方向是 111方向
，则八
面体间隙被碳原子占据的百分数为：X
=9.77%
4
②a-Fe中C原子占据八面体间隙的百分数 = 0.1%m 100% 0.033%
99.9%m 3
γ-Fe中C原子占据八面体间隙的百分数
= 8.9%m 100% 9.77% 91.1%m 1
……
5、试述置换式固溶体与间隙式固溶体的形成条件、影响固溶度的主 要因素及性能特点。
• 影响因素：固溶体类型；原子尺寸差；晶体结构；电 化学性质；元素固溶度。
7、试比较间隙固溶体与间隙相的结构特征及性能特点
• 间隙固溶体属于一次固溶体，位于相图 端部和纯组元相连接，它的晶体结构保 持纯组元的晶体结构，溶质原子处于溶 剂晶体结构的间隙中，只能有一定的溶 解度。
• 间隙相：具有完全不同于各组成元素的 晶体结构，各组元原子按一定规则在晶 格中呈有序排列。结合键为金属键与共 价键的混合。具有较高的硬度和熔点。
• 原子扩散微观机制：
1. 空位机制：置换式溶质原子 2. 间隙机制：间隙溶质原子
• 影响金属原子扩散的主要因素：
3. 位错、层错、晶界、相界、表面…
• 温度： D = Do×exp(-Q/RT) • 扩散元素性质：熔点、原子间结合力，同溶剂原子间的原子尺寸差、化学亲和力等
熔点越高扩散激活能越大扩散系数越小 原子间结合力越强扩散激活能越大扩散系数越小
• 溶质浓度