固态相变复习总结

固态相变试卷

一、选择题(单项选择) 每题2分，共30分

1、在A,B两组元组成的置换固溶体中，若ra>rb，两组元的热力学因子FA1ddXAAlnln和 FB1ddXBBlnln之间的关系是：

A) FA>FB B) FA

2、Kirkendall反应发生在

A) 置换固溶体 B) 间隙固溶 C) 纯金属 D) 稳定化合物

3、由于扩散而引起的点阵平面迁移的方向

A) 和A(大半径)原子扩散方向一致 B) 和B(小半径)原子扩散方向一致

C) 和空位流方向一致 D) 和空位流方向相反

4、晶界作为高扩散率通道的作用和

A) 温度有关，温度越高晶界作用越明显

B) 温度有关，温度越高晶界作用越不明显

C) 溶质浓度有关，浓度越高晶界作用越明显

D) 溶质浓度有关，浓度越高晶界作用越不明显

5、非稳定扩散和稳定扩散的区别在于

A) 稳定扩散是间隙扩散，非稳定扩散是置换扩散

B) 稳定扩散是间隙扩散，非稳定扩散是互换扩散

C) 稳定扩散时扩散系数和浓度有关，非稳定扩散时扩散系数和浓度无关

D) 稳定扩散时浓度和时间无关，非稳定扩散时浓度随时间变化

6、小角度扭转晶界和倾转晶界的区别是

A) 倾转晶界的转动轴和晶面垂直，扭转晶界转动轴和晶面平行

B) 倾转晶界由两组螺位错交叉组成，扭转晶界由一组刃位错组成

C) 倾转晶界由混合位错组成，扭转晶界由一组刃位错组成

D) 倾转晶界由一组平行刃位错组成，扭转晶界由一组交错的螺位错组成

7、多晶体中每段晶界上必须作用有大小等于Fr=r的扭距项，才能维持晶界不动。那么多晶体平衡时，不同晶界的扭矩项是靠

A) 晶界热激活提供 B) 晶界的相互作用提供

C) 晶界上的第二相提供 D) 晶界上的杂质原子提供

8、再结晶的驱动力和晶粒长大的驱动力

A) 相同，因为是同一过程的两个阶段

固态相变知识点总结

固态相变（solid state phase transition）是指物质在固态下，由于温度、压力等外界条件的变化，使得物质的晶体结构和性质发生显著变化的现象。固态相变分为一级相变和二级相变两种类型，其中一级相变又称为凝固、熔化或者升华相变，而二级相变则包括了铁磁性转变、铁电性转变、铁弹性转变等多种类别。

一级相变是指固态物质在相变过程中伴随着传热的明显变化，其自由能函数在温度、压力和摩尔体积或摩尔焓差范围内不连续变化。一级相变包括了凝固、熔化和升华三种基本类型。

凝固是物质由液态转变为固态的一种相变过程。在凝固的过程中，液体的分子排列变得有序，形成规则的晶体结构。凝固点是物质在一定压力下的温度，当温度降低达到凝固点时，液体开始凝固。

熔化是物质由固态转变为液态的一种相变过程。在熔化的过程中，固体的晶体结构破坏，分子之间的相互作用减弱，形成无序排列的分子结构。熔点是物质在一定压力下的温度，当温度升高达到熔点时，固体开始熔化。

升华是物质由固态转变为气态的一种相变过程。在升华的过程中，固体的晶体结构破坏，分子之间的相互作用减弱，形成无序排列的分子结构。升华点是物质在一定压力下的温度，当温度升高达到升华点时，固体开始升华。

与一级相变不同，二级相变是指固态物质在相变过程中没有明显的传热变化，其自由能函数在温度、压力和摩尔体积或摩尔焓差范围内连续变化。二级相变包括了铁磁性转变、铁电性转变和铁弹性转变等多种类型。 铁磁性转变是指在一定温度下，物质由铁磁相转变为顺磁相或者反铁磁相的一种相变过程。铁磁性转变常伴随着磁滞回线的出现，磁化强度和温度之间存在明显的关联。

铁电性转变是指在一定温度下，物质由铁电相转变为非铁电相的一种相变过程。铁电性转变常伴随着电滞回线的出现，电极化强度和温度之间存在明显的关联。

铁弹性转变是指在一定温度下，物质由弹性相转变为非弹性相的一种相变过程。铁弹性转变常伴随着应力-应变曲线的出现，应力和温度之间存在明显的关联。

奥氏体 珠光体 马氏体（相变） 贝氏体（相变）

定义 C在r-Fe中的固溶体 共析碳钢加热奥氏体化后缓慢冷却，在稍低于A1温度时奥氏体将分解为铁素体与渗碳体的混合物。（片状或层状） （1）碳在α- Fe中的过饱和间隙固溶体。

（2）将钢经奥氏体化后快速冷却，抑制其扩散性分解，在较低温度下发生的无扩散型相变。（切变共格型相变） （1）也是α相与碳化物的两相机械混合物，非层片状组织（过饱和铁素体和渗碳体的机械混合物）

（2）钢经奥氏体化后过冷到珠光体相变与马氏体相变之间的中温区时，将发生贝氏体相变，亦称为中温转变。（兼有切变共格型相变和扩散型相变）

组织特征/相变主要特征 等轴状的多边形晶粒 随转变T下降，片层间距S0减小

（1）片状珠光体：S0约150～450nm（A1-650℃）

（2）索氏体：S0约为80～150nm（600-650℃）

（3）屈氏体：S0约为30～80nm（550-600℃） （1）切变共格和表面浮突现象

▲M的形成是以切变方式进行的，同时马氏体和奥氏体之间界面上的原子是共有的，是以母相的切变来维持共格关系的，为第二类共格界面。

（2）无扩散性

▲钢中r转变为M时，仅由面心立方点阵通过切变改组为体心立方（或体心正方）点阵，而无成分变化。

▲低温下，原子扩散速度极小，相变已不可能以扩散方式进行。

（3）位向关系和惯习面

① K-S（Kurdjumov-Sachs）关系（24）

②西山（Nishiyama）关系 （12） （1）上B： 在贝氏体相变区较高温度范围内形成的贝氏体。（350～550℃）

■一束大致平行分布的条状α和夹于条间的断续条状碳化物的混合物。

（2）下B:在贝氏体相变区较低温度范围内形成的贝氏体。（350℃～Ms）

■暗黑色针状或片状

'111//110'110//111

③G-T（Greninger-Troiaon）关系

▲M的惯习面常见的有三种：{111}γ、{225}γ和{259}γ

相变知识点总结

一、相变的基本概念

相变是指物质在一定条件下由一种物态转变为另一种物态的过程。在常见的物质中，我们可以观察到凝固、熔化、汽化和凝结等相变现象。从微观的角度来看，相变是由于物质微观结构发生改变所引起的。在相变过程中，物质的分子和原子之间发生重新排列，从而导致了物质性质的改变。

1. 凝固：当物质从液态转变为固态时，称为凝固。在凝固的过程中，物质的分子或原子重新排列成规则的晶体结构，形成了固体的状态。例如，水在温度低于0℃时会凝固成冰。

2. 熔化：当物质从固态转变为液态时，称为熔化。在熔化的过程中，物质的分子或原子逐渐失去有序排列，形成了液体的状态。例如，冰在温度高于0℃时会熔化成水。

3. 蒸发：当物质从液态转变为气态时，称为蒸发。在蒸发的过程中，液体表面的分子会获得足够的能量，从而克服表面吸附力，逸出液体表面成为气体。例如，水在加热的过程中会发生蒸发。

4. 凝结：当物质从气态转变为液态时，称为凝结。在凝结的过程中，气体中的分子会失去足够的能量，从而聚集在一起形成液滴。例如，水蒸气在冷却的过程中会凝结成水滴。

二、相变的特点

相变具有以下几个特点：

1. 温度不变：在相变的过程中，物质的温度不发生变化。这是因为相变过程中，吸收的热量用于克服分子间的相互作用力，而不是用于提高温度。因此，相变过程中的温度保持不变。

2. 热量变化：相变过程中，物质吸收或释放的热量称为相变潜热。相变潜热是使单位质量物质发生相变所需要的热量。凝固和凝结过程中，物质释放热量；熔化和蒸发过程中，物质吸收热量。

3. 对外界压力的依赖性：相变的过程受外界压力的影响。一般来说，增加外界压力会使物质的凝固点和熔化点升高，蒸发点和凝结点降低。这是因为在高压下，分子活动受到限制，所以相变需要更高的温度或更低的温度才能发生。

三、相变的图像表示

相变的过程可以用相变图来表示，相变图是表示物质在不同温度和压力条件下的各种物态之间的转变关系的图表。常见的相变图包括水的相变图、氮的相变图等。