材料物理化学试卷及答案总结.doc

模拟试卷一一、解释下列问题(30分每题5分) 1、   非均相成核:母液中存在某界面(空位、杂质、位错),成核会优先在界面上进行,这种成核系统为非均相成核。2、  非稳定扩散:扩散过程中任一点浓度随时间变化。3、   无序扩散:无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力,由热起伏引起得扩散。质点得扩散就是无序得、随机得。 4、  烧结宏观定义:粉体在一定温度作用下,发生团结,使气孔率下降,致密度提高,强度增大,晶粒增长,、  互扩散推动力:化学位梯度。二、分析说明:为什么非均相成核比均相成核更易进行?(10分) 因为:△G#c =△Gc。f(θ)并且:f(θ)=(2+COSθ)(1-COSθ)2/4,当:θ=90度时,f(θ)=(2+COSθ)(1—COSθ)2/4=(2+0)(1-0)2/4=2/4=1/2,所以:△G#c=△Gc。f(θ)=1/2。△Gc,即:非均相成核所需能量就是均相成核得一半,杂质存在有利成核。三、说明下列问题(20分)1、相变过程得推动力:相变推动力为过冷度(过热度)得函数,相平衡理论温度与系统实际温度之差即为相变过程得推动力。ΔG=ΔH-TΔH/T0=ΔHT0—T/T0=ΔH、ΔT/T0 式中:T0-—相变平衡温度,ΔH—-相变热,T--—任意温度. 自发反应时:ΔG〈0,即ΔH、ΔT/T0<0相变放热(凝聚,结晶):ΔH〈0则须:ΔT>0,T0>T ,过冷,即实际温度比理论温度要低,(蒸发,熔融):ΔH>0 ,ΔT<0 ,T0<T,,相变才能自发进行。2、说明斯宾那多分解相变与成核—生长相变得主要区别?组成变—不变;相分布与尺寸有规律-无规律;相颗粒高度连续性非球型-连续性差得球型四、说明下列问题(20分)1、 什么就是马氏体相变?说明其相变得特点?钢淬火时得到得一种高硬度结构得变化过程。特点:具有剪切均匀整齐性、不发生原子扩散、相变速度快可达声速、相变有一定范围。2、 说明影响固相反应得因素?反应物化学组成与结构得影响;颗粒度与分布影响;反应温度、压力、气氛影响;、说明影响扩散得因素?(20分)化学键:共价键方向性限制不利间隙扩散,空位扩散为主。金属键离子键以空位扩散为主,间隙离子较小时以间隙扩散为主。缺陷:缺陷部位会成为质点扩散得快速通道,有利扩散。温度:D=D0exp(-Q/RT)Q不变,温度升高扩散系数增大有利扩散。:杂质与介质形成化合物降低扩散速度;杂质与空位缔合有利扩散;杂质含量大本征扩散与非本征扩散得温度转折点升高。扩散物质得性质:扩散质点与介质得性质差异大利于扩散扩散介质得结构:结构紧密不利扩散。模拟试卷二一、解释下列问题(30分每题5分) 1、  非均相成核:母液中存在某界面(空位、杂质、位错),成核会优先在界面上进行,、  非稳定扩散:扩散过程中任一点浓度随时间变化. 3、  无序扩散:无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力,、随机得. 4、   烧结宏观定义:粉体在一定温度作用下,发生团结,使气孔率下降,致密度提高,强度增大,晶粒增长,这种现象即为烧结。5、   互扩散推动力:化学位梯度. 二、分析说明:为什么非均相成核比均相成核更易进行?(10分)因为:△G#c=△Gc。f(θ)并且:f(θ)=(2+COSθ)(1- COSθ)2/4,当:θ=90度时,f(θ)=(2+COSθ)(1- COSθ)2/4=(2+0)(1— 0)2/4=2/4=1/2,所以:△G#c=△(θ)=1/2.△Gc,即:非均相成核所需能量就是均相成核得一半,杂质存在有利成核。三、说明下列问题(20分)1、相变过程得推动力:相变推动力为过冷度(过热度)得函数,相平衡理论温度与系统实际温度之差即为相变过程得推动力。ΔG=ΔH-TΔH/T0=ΔHT0-T/T0=ΔH、ΔT/T0 式中:T0--相变平衡温度,ΔH--相变热,T--—任意温度。自发反应时:ΔG〈0,即ΔH、ΔT/T0〈0相变放热(凝聚,结晶):ΔH<0 则须:ΔT>0,T0〉T ,过冷,即实际温度比理论温度要低,相变才能自发进行。相变吸热(蒸发,熔融):ΔH>0,ΔT<0 ,T0<T,过热。即实际温度比理论温度要高,相变才能自发进行. 2、反应颗粒尺寸对加快固相反应得影响。杨德尔方程:Kt=R02[1-(1-G)1/3]2;金斯特林格动力学方程积分式: Kk、t=(2DμC0/R02ρn、)t=1-2/3G—(1-G)2/3公式中:R0—--反应物等径球颗粒半径;G—-—转化率;Kk—--速度常数;t--—时间;D—--扩散系数;n--—分子数;C0