第3章1.比较说明过冷度、动态过冷度及临界过冷度等概念的区别。2.分析纯金属生长形态与温度梯度的关系。3.什么叫临界晶核?它的物理意义及与过冷度的定量关系如何?4.试分析单晶体形成的基本条件。5.已知液态纯镍在1.013×105Pa下,过冷度为319时发生均匀形核。设临界晶核半径为1nm,纯镍的熔点为1726K,熔化热△Hm=18075J/mol,摩尔体积Vm=606cm3/mol,计算纯镍的液固界面能和临界形核功。6.在液体中形成一个半径为r的球形晶核时,证明临界形核功△G=1/2V△GB。7.简述纯金属晶体长大的机制与其与固液界面微观结构的关系。8.指出下列各题错误之处,并做出更正。(1)所谓过冷度,是指金属结晶时,在冷却曲线上出现平台的温度与熔点之差;而动态过冷度是指结晶过程中,实际液相温度与熔点之差。(2)金属结晶时,原子从液相无序排列到固相有序排列,使体系熵值减小,因此是一个自发过程。(3)在任何温度下,液体金属中出现的最大结构起伏都是晶胚。(4)在任何温度下,液相中出现的最大结构起伏都是晶核。(5)所谓临界晶核,就是体系自由能的减少完全补偿表明自由能增加的晶胚大小。(6)在液态金属中,凡是涌现出小于临界晶核半径的晶胚都不能成核,但是只要有足够的能量起伏提供形核功,还是可以成核的。(7)测定某纯金属铸件结晶时的最大过冷度,其实测量值与用公式△T=0.2Tm计算值基本一致。(8)某些金属铸件结晶时,由于冷却速度教快,均匀形核率N1较高,非均匀形核率N2也较高,那么总的形核率N=N1+N2。(9)若在过冷液态中,外加1万颗形核剂,则结晶后就可以形成1万颗晶粒。(10)从非均匀形核功的计算公式A非=A均((2-3cosθ+cos2θ)/4)中可以看到,当湿润角为0度时,非均匀形核的形核功最大。(11)为生产一批厚薄均匀的砂型铸件,且要求均匀的晶粒度,则只要在工艺上采取加形剂就可以满足。(12)非均匀形核总是要比均匀形核容易,因为前者是以外加质点为结晶核心,不像后者那样形成界面,而引起自用能的增加。(13)在研究某金属细化晶粒工艺时,主要寻找那些熔点低,且与该金属晶格常数相似的形核剂,其形核的催化效能最高。(14)纯金属生长时,无论液-固界面呈粗糙或光滑型,其液相原子都是一个一个的沿着固相面的垂直方向连接上去。(15)无论温度分布如何,常用纯金属生长都是呈树枝状界面。(16)氯化铵饱和水溶液也纯金属结晶终了时的组织形态一样,前者呈树枝晶,后者也呈树枝晶。(17)人们无是无法观察到极纯金属的树枝生长过程,所以关于树枝状的生长形态仅仅是一种推理。(18)液态纯金属中加入形核剂,其生长形态总是呈树枝状。(19)纯金属结晶试若呈垂直方向生长,其界面时而光亮,时而粗糙,交替生长。(20)从宏观上观察,若液-固界面是平直的称为光滑界面结构,若是呈金属锯齿形的称为粗糙界面结构。(21)纯金属结晶以树枝状体态生长,或以平面形态生长,与该金属的熔化熵无关。(22)实际金属结晶时,形核率随着过冷度的增加而增加,超过某一值后,出现相反的变化(23)纯金属结晶时,晶体长大所需要的动态过冷度有时还比形核所需要的临界过冷度大。