2012.3.18材料制备原理-课后作业题

第一章金属材料与热处理1、常用的力学性能有哪些？各性能的常用指标是什么？答：刚度：弹性模量E强度：屈服强度和抗拉强度塑性：断后伸长率和断面收缩率硬度：冲击韧性：疲劳强度：2、4、金属结晶过程中采用哪些措施可以使其晶粒细化？为什么？答：过冷细化：采用提高金属的冷却速度，增大过冷度细化晶粒。

变质处理：在生产中有意向液态金属中加入多种难溶质点（变质剂），促使其非自发形核，以提高形核率，抑制晶核长大速度，从而细化晶粒。

7、9、什么是热处理？钢热处理的目的是什么？答：热处理：将金属材料或合金在固态范围内采用适当的方法进行加热、保温和冷却，以改变其组织，从而获得所需要性能的一种工艺。

热处理的目的：强化金属材料，充分发挥钢材的潜力，提高或改善工件的使用性能和加工工艺性，并且可以提高加工质量、延长工件和刀具使用寿命，节约材料，降低成本。

第二章铸造成型技术2、合金的铸造性能是指哪些性能，铸造性能不良，可能会引起哪些铸造缺陷？答：合金的铸造性能指：合金的充型能力、合金的收缩、合金的吸气性；充型能力差的合金产生浇不到、冷隔、形状不完整等缺陷，使力学性能降低，甚至报废。

合金的收缩合金的吸气性是合金在熔炼和浇注时吸入气体的能力，气体在冷凝的过程中不能逸出，冷凝则在铸件内形成气孔缺陷，气孔的存在破坏了金属的连续性，减少了承载的有效面积，并在气孔附近引起应力集中，降低了铸件的力学性能。

6、什么是铸件的冷裂纹和热裂纹？防止裂纹的主要措施有哪些？答：热裂是在凝固末期，金属处于固相线附近的高温下形成的。

在金属凝固末期，固体的骨架已经形成，但树枝状晶体间仍残留少量液体，如果金属此时收缩，就可能将液膜拉裂，形成裂纹。

冷裂是在较低温度下形成的，此时金属处于弹性状态，当铸造应力超过合金的强度极限时产生冷裂纹。

防止措施：热裂——合理调整合金成分，合理设计铸件结构，采用同时凝固原则并改善型砂的退让性。

冷裂——对钢材材料合理控制含磷量，并在浇注后不要过早落砂。

材料加工原理课后习题答案【篇一：《材料加工成型原理》思考题参考答案】s=txt>单晶体的塑性变形：滑移和孪生；多晶体的塑性变形：晶内变形和晶界变形通过各种位错运动而实现的晶内一部分相对于另一部分的剪切运动，就是晶内变形。

剪切运动有不同的机理，其中最基本的是滑移、孪生和扭析。

其中滑移变形是主要的；而孪生变形是次要的，一般仅起调节作用。

在t》0．5t熔时，可能出现晶间变形。

这类变形不仅同位错运动有关，而且扩散机理起着很重要的作用。

扩散蠕变机理又包括扩散-位错机理、溶质原子定向溶解机理、定向空位流机理。

在金属和合金的塑性变形过程中，常常同时有几种机理起作用。

具体的塑性变形过程中各种机理的具体作用要受许多因素的影响。

例如晶体结构、化学成分、相状态、组织、温度、应变量和应变速率等因素的影响。

在冷态条件下，由于晶界强度高于晶内，多晶体的塑性变形主要是晶内变形，晶间变形只起次要作用，而且需要有其它变形机制相协调。

变形机理主要有：晶内滑移与孪生、晶界滑移和扩散蠕变。

热塑性变形时，通常的热塑性变形速度较快，而且高温下，由于晶界的强度低于晶内，使得晶界滑动易于进行，所以晶粒相互滑移和转动起着尤为重要的作用。

温度越高，原子动能和扩散能力就越大，扩散蠕变既直接为塑性变形作贡献，也对晶界滑移其调节作用。

热塑性变形的主要机理是晶内滑移。

2. 滑移和孪生塑性变形机制的主要区别滑移是指在力的作用下晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于晶体的另一部分发生相对移动或切变，滑移总是沿着原子密度最大的晶面和晶向发生。

孪生是指晶体在切应力作用下沿着一定的晶面和一定的晶向发生均匀切变。

滑移和孪生是单晶体的主要变形机制，都是通过位错运动而实现晶内的一部分相对于另一部分的剪切运动。

但是他们也明显的区别，如下：由孪生的变形过程可知，孪生所发生的切变均匀地波及整个孪生变形区，而滑移变形只集中在滑移面上，切变是不均匀的；孪生切变时原子移动的距离不是孪生方向原子间距的整数倍（而是几分之一原子间距），而滑移时原子移动的距离是滑移方向原子间距的整数倍；孪生变形后，孪晶面两边晶体位向不同，成镜像对称；而滑移时，滑移面两边晶体位向不变；由于孪生改变了晶体的取向，因此孪晶经抛光浸蚀后仍可观察到，而滑移所造成的台阶经抛光浸蚀后不会重现；孪生的临界分切应力要比滑移的临界分切应力大得多，常萌发于滑移受阻引起的局部应力集中区；孪生变形的速度极大，常引起冲击波，发出声响；滑移时全位错运动的结果，孪生是不全位错运动。

材料成型原理课后答案材料成型原理是指通过不同的成型工艺，将原料加工成所需形状和尺寸的零部件或制品的原理。

在工程制造领域中，材料成型是非常重要的一环，它直接影响着制品的质量和性能。

下面就材料成型原理的相关问题进行解答。

1. 什么是材料成型原理？材料成型原理是指将原料加工成所需形状和尺寸的零部件或制品的原理。

它是通过对原料进行加工，使其发生形状、尺寸和性能的改变，从而得到符合要求的制品。

材料成型原理是工程制造中的重要环节，它直接关系到制品的质量和性能。

2. 材料成型的基本过程是什么？材料成型的基本过程包括原料的预处理、成型工艺和制品的后处理。

首先，原料需要进行预处理，包括清洁、除杂、干燥等工序，以保证原料的质量和加工的顺利进行。

然后，根据制品的要求，选择合适的成型工艺，如锻造、压铸、注塑等，对原料进行加工成型。

最后，对成型后的制品进行后处理，包括去除余渣、表面处理、热处理等工序，以提高制品的质量和性能。

3. 材料成型原理的影响因素有哪些？材料成型原理的影响因素包括原料的性能、成型工艺、成型设备和操作技术等。

首先，原料的性能直接影响着成型的难易程度和制品的质量。

其次，成型工艺的选择和设计对成型效果起着决定性的作用。

成型设备的性能和精度也会影响成型的质量和效率。

操作技术则是保证成型过程顺利进行的重要因素。

4. 材料成型原理的发展趋势是什么？随着科学技术的不断发展，材料成型原理也在不断创新和完善。

未来，材料成型将更加注重节能环保、智能化和数字化。

新材料、新工艺、新设备的不断涌现，将推动材料成型原理朝着高效、精密、绿色的方向发展。

同时，数字化技术的应用将使成型过程更加智能化和可控化，提高生产效率和产品质量。

5. 如何提高材料成型的质量和效率？要提高材料成型的质量和效率，首先需要加强对原料的质量控制，保证原料的质量稳定。

其次，要优化成型工艺和设备，提高成型的精度和效率。

同时，加强操作技术的培训和管理，确保成型过程的稳定和可控。

精选案例分析在解答案例时，通过认真审题和思考，能够从题面叙述中出现的不全面、不正确、颠倒及错误的施工方法和管理作法中准确地寻找出所涉及的知识点，并在此基础上进行准确的分析和判断，以便正确回答所提问题。

精选出的案例，通过分析，提供解题思路，从而进行案例的综合分析。

下面根据案例题及分析的内容分项予以说明。

案例文字叙述的构成工程案例是将施工项目曾经发生过的，在技术操作及项目管理方面出现有关违背规范、规程、标准的实际事例，编排为一个有关联性的案例故事。

应从案例提问的角度，结合背景资料提示的相关内容进行思考分析。

案例由背景资料和所提问题组成。

背景资料一般包括综合介绍和事实描述两个部分。

1.综合介绍：作为背景资料的“前言概括”部分的描述，首先交代时间、地点、工程规模，描述“谁做，做了什么，怎么做的”等相关内容。

其中包括：时间：开竣工日期、施工周期、施工时间在冬期、雨期、夜间等；地点：市区、城市环路以内、城乡结合部、交叉路口、占用机动车道、靠近河边或邻近建筑物等；工程规模：路宽、路长、桥梁跨度、管径、管线长度、接口形式、结构物尺寸、中标价格等；工作程序及内容：例如，题目中经常出现施工组织设计、施工方案、工程交底、隐检验收、工程索赔、设计变更洽商、特殊过程、竣工资料编制整理、总包与分包在各方面的相互责任关系等工作程序和管理作法等相关内容。

2.事实描述：一般分小段落用文字叙述故事情节；或用发生如下事件，顺序排列1、2、3等工程情节等内容；分段文字描述：一般为一个层面的工程技术或管理知识或相关技术规范；发生事实描述：如拟采取的措施一、二、三或已发生的有缺陷的事件等。

一、所提问题注意所提问题是从哪个角度提出的，与背景资料叙述提示的内容是否关联，要判断技术操作的专业层次，注意区分是技术操作还是项目管理问题。

看清背景资料已交代的工程概况、施工作法、管理信息可能涉及哪些知识点，以便于正确理解所提的问题。

二、题面叙述内容案例情节一般以单项工程技术操作为主线，增加若干管理工作而展开，结合问题看清楚叙述内容的层次、施工程序、施工步骤、工艺安排、施工手续、总分包关系是否合理、合法，特别注意叙述内容的关联性、逻辑性和与知识点的关系。

第三章 金属凝固热力学与动力学1． 试述等压时物质自由能G 随温度上升而下降以及液相自由能G L 随温度上升而下降的斜率大于固相G S的斜率的理由。

并结合图3-1及式（3-6）说明过冷度ΔT 是影响凝固相变驱动力ΔG 的决定因素。

答：(1)等压时物质自由能G 随温度上升而下降的理由如下：由麦克斯韦尔关系式：VdPSdT dG +-= （1）并根据数学上的全微分关系：dy yF dx x F y x dF xy ⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=),( 得：dPP G dT T G dG TP ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=（2）比较（1）式和（2）式得：V P G S T G TP=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂, 等压时dP =0 ，此时dT T G SdT dG P⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=-= （3） 由于熵恒为正值，故物质自由能G 随温度上升而下降。

(2)液相自由能G L 随温度上升而下降的斜率大于固相G S 的斜率的理由如下： 因为液态熵大于固态熵，即： S L ＞ S S所以：＞即液相自由能G L随温度上升而下降的斜率大于固相G S 的斜率 。

(3)过冷度ΔT是影响凝固相变驱动力ΔG 的决定因素的理由如下：右图即为图3-1其中：V G ∆表示液－固体积自由能之差T m 表示液-固平衡凝固点从图中可以看出：T > T m 时，ΔG=Gs -G L ﹥0，此时 固相→液相 T = T m 时，ΔG=Gs -G L =0，此时 液固平衡 T < T m 时，ΔG=Gs -G L ＜0，此时 液相→固相 所以ΔG 即为相变驱动力。

再结合（3-6）式来看， mm V T TH G ∆⋅∆-=∆（其中：ΔH m —熔化潜热， ΔT)(T T m -=—过冷度）由于对某一特定金属或合金而言，T m 及ΔH m 均为定值， 所以过冷度ΔT 是影响凝固相变驱动力ΔG 的决定因素 。

2． 怎样理解溶质平衡分配系数K 0的物理意义及热力学意义？ 答：（1）K 0的物理意义如下：溶质平衡分配系数K 0定义为：特定温度T *下固相合金成分浓度C *S 与液相合金成分浓度C *L 达到平衡时的比值：K 0 =**LSC C K 0＜1时，固相线、液相线构成的张角朝下，K 0越小，固相线、液相线张开程度越大，开始结晶时与终了结晶时的固相成分差别越大，最终凝固组织的成分偏析越严重。

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第十九章思考与练习1．主应力法的基本原理和求解要点是什么?答:主应力法(又成初等解析法)从塑性变形体的应力边界条件出发,建立简化的平衡方程和屈服条件，并联立求解，得出边界上的正应力和变形的力能参数，但不考虑变形体内的应变状态。

其基本要点如下：⑴把变形体的应力和应变状态简化成平面问题（包括平面应变状态和平面应力状态）或轴对称问题,以便利用比较简单的塑性条件，即13s σσβσ-=。

对于形状复杂的变形体，可以把它划分为若干形状简单的变形单元，并近似地认为这些单元的应力应变状态属于平面问题或轴对称问题。

⑵根据金属流动的方向，沿变形体整个（或部分）截面(一般为纵截面）切取包含接触面在内的基元体，且设作用于该基元体上的正应力都是均布的主应力，这样，在研究基元体的力的平衡条件时,获得简化的常微分方程以代替精确的偏微分方程。

接触面上的摩擦力可用库仑摩擦条件或常摩擦条件等表示。

⑶在对基元体列塑性条件时，假定接触面上的正应力为主应力,即忽略摩擦力对塑性条件的影响，从而使塑性条件大大简化。

即有x y Y x y σσβσσ-=（当＞）⑷将经过简化的平衡微分方程和塑性条件联立求解，并利用边界条件确定积分常数，求得接触面上的应力分布，进而求得变形力。

由于经过简化的平衡方程和屈服方程实质上都是以主应力表示的,故而得名“主应力法”。

2．一20钢圆柱毛坯，原始尺寸为mm 50mm 50⨯φ，在室温下镦粗至高度h =25mm ，设接触表面摩擦切应力Y 2.0=τ。

1 表面张力—表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。

表面张力是由于物体在表面上的质点受力不均匀所致。

2 粘度－表面上平行于表面切线方向且各方向大小相等的张力。

或作用于液体表面的应力τ大小与垂直于该平面方向上的速度梯度dvx/dvy的比例系数。

3 表面自由能(表面能)－为产生新的单位面积表面时系统自由能的增量。

4 液态金属的充型能力－液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力，即液态金属充填铸型的能力。

5 液态金属的流动性－是液态金属的工艺性能之一，与金属的成分、温度、杂质含量及其物理性质有关。

6 铸型的蓄热系数－表示铸型从液态金属吸取并储存在本身中热量的能力。

7 不稳定温度场－温度场不仅在空间上变化，并且也随时间变化的温度场稳定温度场－不随时间而变的温度场（即温度只是坐标的函数）：8 温度梯度—是指温度随距离的变化率。

或沿等温面或等温线某法线方向的温度变化率。

9 溶质平衡分配系数K0—特定温度T*下固相合金成分浓度CS*与液相合金成分CL*达到平衡时的比值。

10 均质形核和异质形核－均质形核(Homogeneous nucleation) ：形核前液相金属或合金中无外来固相质点而从液相自身发生形核的过程，亦称“自发形核” 。

非均质形核(Hetergeneous nucleation) ：依靠外来质点或型壁界面提供的衬底进行生核过程，亦称“异质形核”。

11、粗糙界面和光滑界面－从原子尺度上来看，固－液界面固相一侧的点阵位置只有50％左右被固相原子所占据，从而形成一个坑坑洼洼凹凸不平的界面层。

粗糙界面在有些文献中也称为“非小晶面”。

光滑界面—从原子尺度上来看，固－液界面固相一侧的点阵位置几乎全部为固相原子占满，只留下少数空位或台阶，从而形成整体上平整光滑的界面结构。

也称为“小晶面”或“小平面”。

12 “成分过冷”与“热过冷”－液态合金在凝固过程中溶质再分配引起固－液界面前沿的溶质富集，导致界面前沿熔体液相线的改变而可能产生所谓的“成分过冷”。

第五章1.铸件典型宏观凝固组织是由哪几部分构成的，它们的形成机理如何?答：铸件的宏观组织通常由激冷晶区、柱状晶区和内部等轴晶区所组成。

表面激冷区的形成：当液态金属浇入温度较低的铸型中时，型壁附近熔体由于受到强烈的激冷作用，产生很大的过冷度而大量非均质生核。

这些晶核在过冷熔体中也以枝晶方式生长，由于其结晶潜热既可从型壁导出，也可向过冷熔体中散失，从而形成了无方向性的表面细等轴晶组织。

柱状晶区的形成：在结晶过程中由于模壁温度的升高，在结晶前沿形成适当的过冷度，使表面细晶粒区继续长大（也可能直接从型壁处长出），又由于固-液界面处单向的散热条件（垂直于界面方向），处在凝固界面前沿的晶粒在垂直于型壁的单向热流的作用下，以表面细等轴晶凝固层某些晶粒为基底，呈枝晶状单向延伸生长，那些主干取向与热流方向相平行的枝晶优先向内伸展并抑制相邻枝晶的生长，在淘汰取向不利的晶体过程中，发展成柱状晶组织。

内部等轴晶的形成：内部等轴晶区的形成是由于熔体内部晶核自由生长的结果。

随着柱状晶的发展，熔体温度降到足够低，再加之金属中杂质等因素的作用，满足了形核时的过冷度要求，于是在整个液体中开始形核。

同时由于散热失去了方向性，晶体在各个方向上的长大速度是相等的，因此长成了等轴晶。

2.试分析溶质再分配对游离晶粒的形成及晶粒细化的影响。

答：对于纯金属在冷却结晶时候没有溶质再分配，所以在其沿型壁方向晶体迅速长大，晶体与晶体之间很快能够连接起来形成凝固壳。

当形成一个整体的凝固壳时，结晶体再从型壁处游离出来就很困难了。

但是如果向金属中添加溶质，则在晶体与型壁的交汇处将会形成溶质偏析，溶质的偏析容易使晶体在与型壁的交会处产生“脖颈”，具有“脖颈”的晶体不易于沿型壁方向与其相邻晶体连接形成凝固壳, 另一方面，在浇注过程和凝固初期存在的对流容易冲断“脖颈”，使晶体脱落并游离出去，形成游离晶。

一些游离晶被保留下来并发生晶体增殖，成为等轴晶的核心，形成等轴晶，从而起到细化晶粒的作用。

材料成型原理课后答案材料成型原理是指在材料加工过程中，通过施加外力或温度等条件，使材料发生形状、结构或性能的改变，从而达到所需形状和性能的加工过程。

在工程实践中，材料成型原理是非常重要的，它涉及到材料的加工工艺、成型设备、成型模具等方面的知识。

下面我们来看一下材料成型原理课后答案。

首先，材料成型原理的基本原理是什么？材料成型原理的基本原理是利用外力或温度等条件，使材料发生形状、结构或性能的改变，从而达到所需形状和性能的加工过程。

在材料成型过程中，通常会施加挤压力、拉伸力、压缩力等外力，或者通过加热、冷却等温度条件，来改变材料的形状和性能。

其次，材料成型原理的主要分类有哪些？根据加工方式的不同，材料成型原理可以分为塑性成型和非塑性成型两大类。

塑性成型是指在加工过程中，材料会发生塑性变形，通常包括挤压、拉伸、冲压、锻造等工艺。

非塑性成型则是指在加工过程中，材料不会发生塑性变形，通常包括切割、焊接、涂覆等工艺。

再次，材料成型原理的影响因素有哪些？材料成型过程受到多种因素的影响，包括材料的性能、成型设备、成型模具、加工工艺等。

其中，材料的性能是影响成型质量的关键因素，包括材料的塑性、韧性、硬度等性能。

成型设备和成型模具的设计也会直接影响成型的效果，加工工艺的选择和控制也是影响成型质量的重要因素。

最后，材料成型原理的发展趋势是什么？随着科学技术的不断进步，材料成型原理也在不断发展。

未来，材料成型技术将更加注重节能环保、智能化、精准化和柔性化，同时也会更加注重材料的功能性和多功能性。

同时，材料成型原理也将更加注重与其他工艺的集成和协同，实现材料加工的高效、低成本和高质量。

综上所述，材料成型原理是材料加工中的重要理论基础，它涉及到材料的加工工艺、成型设备、成型模具等方面的知识。

在学习和掌握材料成型原理的过程中，我们需要深入理解其基本原理、主要分类、影响因素和发展趋势，从而更好地应用于工程实践中，为材料加工提供更好的技术支持。

材料成型原理第一章（第二章的内容）第一部分：液态金属凝固学1.1 答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。

原子集团的空穴或裂纹内分布着排列无规则的游离的原子，这样的结构处于瞬息万变的状态，液体内部存在着能量起伏。

（2）实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外，还存在结构起伏。

1.2答：液态金属的表面张力是界面张力的一个特例。

表面张力对应于液－气的交界面，而界面张力对应于固－液、液－气、固－固、固－气、液－液、气－气的交界面。

表面张力σ和界面张力ρ的关系如（1）ρ＝2σ/r,因表面张力而长生的曲面为球面时，r为球面的半径；（2）ρ＝σ（1/r1+1/r2）,式中r1、r2分别为曲面的曲率半径。

附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。

1.3答：液态金属的流动性和冲型能力都是影响成形产品质量的因素；不同点：流动性是确定条件下的冲型能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂质含量决定，与外界因素无关。

而冲型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关。

提高液态金属的冲型能力的措施：（1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L要大；③比热、密度、导热系大;④粘度、表面张力大。

（2）铸型性质方面：①蓄热系数大；②适当提高铸型温度；③提高透气性。

（3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。

（4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度；②降低结构复杂程度。

1.4 解：浇注模型如下：显然 r ＝21×0.1cm ＝0.05cm 则 ρ＝410*5.05.1*2－＝6000Pa 不产生机械粘砂所允许的压头为H ＝ρ/（ρ液*g ）＝10*75006000＝0.08m 1.5 解： 由Stokes 公式 上浮速度 92(2v )12r r r －＝ r 为球形杂质半径，γ1为液态金属重度，γ2为杂质重度，η为液态金属粘度γ1＝g*ρ液＝10*7500＝75000γ2＝g 2*ρMnO ＝10*5400＝54000所以上浮速度 v ＝0049.0*95400075000(*10*1.0*223）－）（－＝9.5mm/s 3.1解：（1）对于立方形晶核 △G 方＝－a 3△Gv+6a 2σ①令d △G 方/da ＝0 即 －3a 2△Gv+12a σ＝0，则临界晶核尺寸a *＝4σ/△Gv ，得σ＝4*a △Gv ，代入① △G 方*＝－a *3△Gv ＋6 a *24*a △Gv ＝21 a *2△Gv 均质形核时a *和△G 方*关系式为：△G 方*＝21 a *3△Gv （2）对于球形晶核△G 球*＝－34πr *3△Gv+4πr *2σ 临界晶核半径r *＝2σ/△Gv ，则△G 球*＝32πr *3△Gv 所以△G 球*/△G 方*＝32πr *3△Gv/(21 a *3△Gv) 将r*＝2σ/△Gv ，a *＝4σ/△Gv 代入上式，得△G 球*/△G 方*＝π/6<1，即△G 球*<△G 方*3-7解： r 均*＝(2σLC /L)*(Tm/△T)＝319*6.618702731453*10*25.2*25）＋（－cm ＝8.59*10－9m △G 均*＝316πσLC 3*Tm/（L 2*△T 2） ＝316π*262345319*)10*6.61870(2731453*10*10*25.2(）＋（）－＝6.95*10－17J3.2答： 从理论上来说，如果界面与金属液是润湿得，则这样的界面就可以成为异质形核的基底，否则就不行。

材料制备与合成答案1. 材料制备方法主要有物理方法和化学方法。

2. 溶胶－凝胶制备材料工艺的机制大体可分为三种类型传统胶体型、无机聚合物型、络合物型。

3. 按照参加反应的物种数，可将固相反应体系分为单组份固相反应和多组分固相反应。

4. 烧结可以分不加压烧结和加压烧结。

5. 根据SHS燃烧波传播的方式，可将SHS分为自蔓延和“热爆” 两种方式。

6. 水热法常用氧化物或者氢氧化物或凝胶体作为前驱物，以一定的填充比进入高压釜，它们在加热过程中溶解度随温度升高而增大，最终导致溶液过饱和，并逐步形成更稳定的新相。

反应过程的驱动力是最后可溶的前驱体或中间产物与最终产物之间的溶解度差，即反应向 Gibbs 焓减小的方向进行。

7. 自蔓延高温合成方法的最早应用是黑色炸药。

8. 固相化学反应能否进行，取决于固体反应物的结构和热力学函数。

9. Kaupp等通过原子力显微镜观察有机固相反应，提出了三步反应机理：相重建、相转变、晶体分解或分离。

10. SHS铸造技术有 SHS熔铸和离心铸造两种工艺。

1. 溶胶稳定机制中增加粒子间能垒通常用的三个基本途径是使胶粒带表面电荷、利用空间位阻效应、利用溶剂化效应。

2. 溶胶凝胶法中固化处理分为干燥和热处理。

3. 固相化学反应根据固相化学反应发生的温度分低热固相反应、中热固相反应和高热固相反应。

4. 电磁约束成形定向凝固包括无接触电磁约束和软接触电磁约束两种方案。

5. SHS特殊密实化技术包括 SHS-轧制法和 SHS-挤压法。

6. 测定迁移数的方法有希托夫（Hittorf）法、界面移动法、电池电动势法等。

希托夫（Hittorf）法测定的原理是利用电解时阳离子和阴离子的移动速度不同，从而导致阳极附近和阴极附近电解质浓度的不同而进行测定的。

7. 自蔓延高温合成，或称燃烧合成。

8. 固相化学反应能否进行，取决于固体反应物的结构和热力学函数。

9. 以化学工程的角度来看，任何流体的传递或输送现象，都会涉及到动量的传递、动量的传递及质量的传递的传递现象。

2-1 根据硬软酸碱原则，季铵正离子Q+属于哪种类型的离子？将以下负离子按照他们被Q+从水相提取到有机相时，从易到难的次序排列：3-6对硝基苯胺二氯化制2,6-二氯-4-硝基苯胺时，为何可制得高质量的产品?3-10写出制备2,6-二氯苯胺的其他合成路线的反应式3-12对叔丁基甲苯在四氯化碳中，在光照下进行一氯化，生成什么产物3-15写出由丙烯制1-氯-3-溴丙烷的合成路线，各步反应名称，主要反应条件，进行评论3-16由正十二醇制正十二烷基溴时，加入四丁基溴化铵起何作用反应，缩短时间。

3-17写出四种丁醇中的羟基被氯置换的活性次序3-18简述由甲苯制备以下卤化产物的合成路线，各步的反应的名称和主要反应条件3-19写出以邻二氯苯，对二氯苯或苯胺未原料制备2,4-二氯氟苯的合成路线，各步反应的名称，各卤化反应的主要反应条件3-22写出以下卤化反应的主要反应和反应类型3-27用氯气进行以下氯化反应，各有哪些相同点和不同点，列表说明(1)苯的氯化制一氯苯(2)苯的氯化制六氯环己烷(3)甲苯的氯化制一氯苯(4)乙酸的氯化制一氯乙酸(5) 甲烷的氯化制四氯化碳4-10简述由对硝基甲苯制备以下芳磺酸的合成路线，各步反应名称，磺化的主要反应条件4-11写出以下磺化反应的方法和主要反应条件4-13写出由苯制备4-氯-3-硝基苯磺酰氯的合成路线，各步反应名称，主要反应条件和产物的分离方法4-15写出由苯制苯胺-2,4-二磺酸的合成路线，各步反应名称，磺化反应的主要反应条件4-27写出以下连续磺化过程各用何种反应器为宜？(1)硝基苯用液体三氧化硫磺化制间硝基苯磺酸: (2) 2-萘酚在邻硝基乙苯中用氯磺酸磺化制2-羟基萘-1-磺酸:; (3)十二烷基苯用so3-空气混合物磺化制十二烷基苯磺酸; (4)萘用98%硫酸磺化制萘-2-磺酸钠; (5)甲苯用so3-空气混合物磺化制对甲苯磺酸5-5苯的一氯化制氯苯、苯的一磺化制苯磺酸和苯的一硝化制硝基苯，有哪些共同点？有哪些不同点?列表说明5-9简述由萘制备以下氨基苯磺酸的合成路线5-10简述由甲苯制备以下化合物的合成路线。

第三章:8：实际金属液态合金结构与理想纯金属液态结构有何不同?答：纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成的，是近程有序的.液态中存在着很大的能量起伏。

而实际金属中存在大量的杂质原子，形成夹杂物,除了存在结构起伏和能量起伏外还存在浓度起伏。

12：简述液态金属的表面张力的实质及其影响因数。

答:①实质:表面张力是表面能的物理表现，是是由原子间的作用力及其在表面和内部间排列状态的差别引起的。

②影响因数：熔点、温度和溶质元素。

13：简述界面现象对液态成形过程的影响。

答：表面张力会产生一个附加压力，当固液相互润湿时,附加压力有助于液体的充填。

液态成形所用的铸型或涂料材料与液态合金应是不润湿的，使铸件的表面得以光洁。

凝固后期,表面张力对铸件凝固过程的补索状况，及是否出现热裂缺陷有重大影响.15：简述过冷度与液态金属凝固的关系.答:过冷度就是凝固的驱动力，过冷度越大，凝固的驱动力也越大；过冷度为零时，驱动力不存在。

液态金属不会在没有过冷度的情况下凝固.16:用动力学理论阐述液态金属完成凝固的过程。

答：高能态的液态原子变成低能态的固态原子,必须越过高能态的界面,界面具有界面能.生核或晶粒的长大是液态原子不断地向固体晶粒堆积的过程，是固液界面不断向前推进的过程。

只有液态金属中那些具有高能态的原子才能越过更高能态的界面成为固体中的原子，从而完成凝固过程.17：简述异质形核与均质形核的区别。

答：①均质形核是依靠液态金属内部自身的结构自发形核，异质形核是依靠外来夹杂物所提供的异质界面非自发的形核。

②异质形核与固体杂质接触，减少了表面自由能的增加。

③异质形核形核功小，形核所需的结构起伏和能量起伏就小,形核容易，所需过冷度小。

18：什么条件下晶体以平面的方式生长？什么条件下晶体以树枝晶方式生长？答:①平面方式长大:固液界面前方的液体正温度梯度分布，固液界面前方的过冷区域及过冷度极小,晶体生长时凝固潜热析出的方向与晶体的生长方向相反.②树枝晶方式生长:固液界面前方的液体负温度梯度分布，固液界面前方的过冷区域较大，且距离固液界面越远过冷度越大，晶体生长时凝固潜热析出的方向与晶体生长的方向相同。

第1章习题与思考题1.1溶胶-凝胶合成1、名词解释：（1）溶胶；（2）凝胶参考答案（列出了主要内容，根据具体情况自己总结，下同！）：1、溶胶：是具有液体特征的胶体体系，是指微小的固体颗粒悬浮分散在液相中，不停地进行布朗运动的体系。

分散粒子是固体或者大分子颗粒，分散粒子的尺寸在1~100nm之间，这些固体颗粒一般由103~109个原子组成。

凝胶(Gel)：凝胶是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网络骨架，骨架孔隙中充满液体或气体，凝胶中分散相含量很低，一般在1%~3%之间。

2、说明溶胶-凝胶法的原理及基本步骤。

答：溶胶-凝胶法是一种新兴起的制备陶瓷、玻璃等无机材料的湿化学方法。

其基本原理是：易于水解的金属化合物(无机盐或金属醇盐)在某种溶剂中与水发生反应，经过水解与缩聚过程逐渐凝胶化，再经干燥烧结等后处理得到所需材料，基本反应有水解反应和聚合反应。

这种方法可在低温下制备纯度高、粒径分布均匀、化学活性高的单多组分混合物(分子级混合)，并可制备传统方法不能或难以制备的产物，特别适用于制备非晶态材料。

溶胶-凝胶法制备过程中以金属有机化合物(主要是金属醇盐)和部分无机盐为前驱体，首先将前驱体溶于溶剂(水或有机溶剂)形成均匀的溶液，接着溶质在溶液中发生水解(或醇解)，水解产物缩合聚集成粒径为1nm左右的溶胶粒子(sol)，溶胶粒子进一步聚集生长形成凝胶(gel)。

有人也将溶胶-凝胶法称为SSG法，即溶液-溶胶-凝胶法。

3、简述溶胶-凝胶制备陶瓷粉体材料的优点。

答：①制备工艺简单、无需昂贵的设备；②对多元组分体系，溶胶－凝胶法可大大增加其化学均匀性；③反应过程易控制，可以调控凝胶的微观结构；④材料可掺杂的范围较宽（包括掺杂量及种类），化学计量准确，易于改性；⑤产物纯度高，烧结温度低1.2水热与溶剂热合成1、名词解释：（1）水热法；（2）溶剂热法。

水热法：是指在特制的密闭反应器（高压釜）中，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热、加压(或自生蒸气压），创造一个相对高温、高压的反应环境，使得通常难溶或不溶的物质溶解，并且重结晶而进行无机合成与材料处理的一种有效方法。

1.简述非晶材料的制备原理与方法。

制备原理:方法：（1）通过蒸发、电解、溅射等方法使金属原子或离子凝聚或沉积而成;（2）由熔融合金通过急冷快速固化而形成粉末、丝、条带等；（3）利用激光、离子注入、喷镀、爆炸等方法使表而层结构无序化。

2.制备单晶熔体生长法的基本原理、生长过程、优缺点及分类根据熔区的特点，将熔体生长的方法分为两大类：正常凝固法：（1）在晶体开始生长的吋候，全部材料均处于熔态（引入的籽晶除外）。

（2）在生长过程中，材料体系曲晶体和熔体两部分所组成。

区域熔化法：（1）固体材料中只冇一小段区域处于熔态，材料体系由品体、熔体和多品原料三部分所组成。

（2）体系屮存在着两个固一液界面，一个界面上发生结晶过程，而另一个界面上发生多晶原料的熔化过程。

3.简述共喷射沉积法制备金属基复合材料的原理将基体金属熔炼后，在压力作用下通过喷咀送入雾化器，在高速惰性气体外流的作用下.液态金属被分散为细小的液滴，形成“雾化锥”，同吋通过-•个或多个喷咀向“雾化锥”喷入增强颗粒，使之与金属液滴一齐在一基板上沉积并快速凝固形成颗粒增强金屈基复合材料。

4.简述压电陶瓷的工艺流程压电陶瓷的主要工艺过程包括：配料，球磨，过滤、干燥，预烧，二次球磨,过滤、干燥，过筛，成型，排塑，烧结，精修，上电极，烧银，极化，测试。

（A、配料要准确；B、球磨要达到细度要求；C、预烧要使原料充分反应合成所需要的晶体结构，但预烧温度不能太高，否则会增加第二次球磨的难度。

D、成形之前要在粉体中加入粘结剂，便于成型。

但在烧结之前要将这些粘结剂排除, 否则会降低坯体的密度，因此在烧结Z前要将坯体升温到800°C左右，这个过程称为排塑。

E、烧结耍在适当的温度下进行，保持适当的烧结气氛。

F、上电极一般要将银电极升温烧结覆盖在陶瓷的表面上。

G、极化：可以在适当的温度下极化，极化电场不能太高，否则会使瓷片击穿，但也不宜过低，否则极化不能完全）。

5.简述功能高分子材料制备方法（1）通过功能型小分子材料的高分子化；（2）已有高分子材料的功能化和多功能材料的复合;6. 冷冻干燥法制备纳米材料的特点和步夏（3）已有功能高分子材料的功能拓展。