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纯金属的凝固习题与答案1 说明下列基本概念凝固、结晶、过冷、过冷度、结构起伏、能量起伏、均匀形核、非均匀形核、临界晶核半径、临界晶核形核功、形核率、生长线速度、光滑界面、粗糙界面、动态过冷度、柱状晶、等轴晶、树枝状晶、单晶、非晶态、微晶、液晶。
2 当球状晶核在液相中形成时，系统自由能的变化为σππ23344r G r G V +∆=∆，(1)求临界晶核半径c r ；(2)证明V V c c G A G c ∆-==∆231σ(c V 为临界晶核体积)；(3)说明上式的物理意义。
3 试比较均匀形核与非均匀形核的异同点，说明为什么非均匀形核往往比均匀形核更容易进行。
4 何谓动态过冷度?说明动态过冷度与晶体生长的关系。
在单晶制备时控制动态过冷度的意义？5 分析在负温度梯度下，液态金属结晶出树枝晶的过程。
6 在同样的负温度梯下，为什么Pb 结晶出树枝状晶而Si 的结晶界面却是平整的?7 实际生产中怎样控制铸件的晶粒大小?试举例说明。
8 何谓非晶态金属?简述几种制备非晶态金属的方法。
非晶态金属与晶态金属的结构和性能有什么不同。
9 何谓急冷凝固技术?在急冷条件下会得到哪些不同于一般晶体的组织、结构?能获得何种新材料?. 计算当压力增加到500×105Pa 时锡的熔点的变化，已知在105Pa 下,锡的熔点为505K ，熔化热7196J/mol ，摩尔质量为118.8×10-3kg/mol ，固体锡的体积质量7.30×103kg/m 3，熔化时的体积变化为+2.7%。
2. 考虑在一个大气压下液态铝的凝固，对于不同程度的过冷度，即：ΔT=1，10，100和200℃，计算： (a)临界晶核尺寸；(b)半径为r*的团簇个数；(c)从液态转变到固态时，单位体积的自由能变化ΔGv ； (d)从液态转变到固态时，临界尺寸r*处的自由能的变化 ΔGv 。
铝的熔点T m =993K ，单位体积熔化热ΔH f =1.836×109J/m 3，固液界面自由能γsc =93J/m 2，原子体积V 0=1.66×10-29m 3。
纯金属与合金凝固的异同点嘿，小伙伴们！今天我要和你们聊一个超级有趣的话题，那就是纯金属与合金凝固的异同点。
这可是个很神奇的知识哦，就像打开了一个神秘的宝藏盒子，里面藏着好多有趣的秘密呢！先来说说纯金属凝固吧。
有一次，我在科学课上看到老师做了一个实验。
老师把一小块纯铜放在一个加热的容器里，慢慢地，铜块开始变软，就像巧克力在太阳下融化一样。
然后，老师关掉了加热装置，哇，神奇的事情发生了！铜块开始慢慢变硬，从液体变成了固体。
这就是纯金属的凝固过程哦。
我当时眼睛都不眨地看着，心里觉得好惊讶呀！就好像看到了一个小魔法在我眼前发生。
纯金属凝固的时候，就像是一个整齐的小士兵在排队，它们会按照一定的规则，非常有序地排列起来，形成一个有规律的结构。
再说说合金凝固。
我家有一个很漂亮的不锈钢勺子，我就很好奇它是怎么制作出来的。
后来我才知道，不锈钢其实就是一种合金。
合金凝固和纯金属凝固有点不一样哦。
比如说，我们把一些铁和碳放在一起加热，它们会融合在一起变成液体。
当这个液体开始凝固的时候，就不像纯金属那么整齐啦。
里面的各种元素就像一群调皮的小伙伴，它们会互相拉扯、互相影响，最后形成一个有点复杂的结构。
但是呢，也正是因为这样，合金往往会有一些特别的性能，比如不锈钢就很坚硬，还不容易生锈。
那纯金属和合金凝固有什么相同的地方呢？我发现呀，它们都要经历从液体变成固体的过程，就像我们从水变成冰一样。
在这个过程中，都需要一定的温度条件。
而且，它们凝固的时候都会放出一些热量哦，就好像在告诉我们它们在努力地变成新的样子呢！我还和我的好朋友小明讨论过这个问题，我问他：“你觉得纯金属和合金凝固像什么呢？”小明说：“纯金属凝固就像一个人在安静地走路，一步一步很有规律；合金凝固就像一群人在跳舞，虽然有点乱，但是很有活力。
”哈哈，我觉得他说得好有意思呀！不过，它们也有一些不同的地方哦。
纯金属凝固后的结构比较简单、整齐，而合金凝固后的结构就比较复杂啦。
纯金属凝固知识点总结1. 凝固的基本原理在纯金属凝固的过程中，金属离子从液态状态转变为晶态状态，这一过程主要包括两个方面的变化：(1) 原子排列的变化。
在液态金属中，金属原子是无序排列的，而在凝固过程中，金属原子开始有序排列，形成不同的晶体结构。
(2) 基本结构的变化。
不同的金属具有不同的晶体结构，如立方晶体、六方晶体等，这种基本结构的变化是凝固过程中的重要特征。
在金属凝固的过程中，除了原子排列的变化和基本结构的变化外，还会同时涉及到晶体的生长、演变和凝固温度等因素的影响。
因此，要深入了解纯金属凝固的过程，需要综合考虑上述多个因素的作用。
2. 凝固过程中的晶体生长晶体生长是在凝固过程中最基本的现象之一。
在金属凝固的过程中，晶体生长是从液态金属中形成晶体的过程，其过程主要包括以下几个方面：(1) 传质与传热。
在晶体生长的过程中，溶质从液相向固相迁移，而热量也是从熔体向冷凝物质迁移的过程。
这种传质与传热是晶体生长的基础。
(2) 晶体核的形成。
在凝固过程中，晶体核的形成是晶体生长的关键。
晶体核的形成是通过原子或离子以一定的方式排列而形成的，这是晶体生长过程中的起始点。
(3) 晶体生长的机制。
晶体的生长可以通过表面扩散、体积扩散、界面扩散等不同方式进行。
这种不同的生长机制将直接影响晶体的形态和晶体结构。
(4) 晶体生长速率的控制因素。
晶体生长速率受到诸多因素的影响，如温度、凝固速率、溶质浓度等因素都将对晶体生长速率产生显著的影响。
综上所述，要理解纯金属凝固过程中的晶体生长过程，首先需要了解晶体核的形成、晶体生长的机制以及晶体生长速率的控制因素。
这将有助于深入理解凝固过程中的晶体生长现象。
3. 影响凝固过程的因素在金属凝固的过程中，有多种因素会对凝固过程产生影响。
主要包括以下几个方面：(1) 温度。
温度是影响金属凝固的最主要因素之一。
凝固温度的高低不仅会直接影响凝固过程的速率，也会对晶体结构的形成产生重要影响。
