5月7号交.doc

1. 界面稳定性的动力学理论基本内容是什么? 研究温度场和浓度场的干扰行为、干扰振幅和时间的依赖关系以及它们对界面稳定性的影响。界面上出现任何周期性的干扰都可以考虑为所有可能波长的正弦干扰, 界面的稳定性取决于正弦波德振幅随时间的变化率, 如果振幅随时间而增大, 则界面不稳定; 相反, 如果振幅随时间而减小,则界面稳定。固液界面出现的几何干扰势必又会通过界面能来影响界面的稳定性, 当干扰频率增大时, 波长变短, 界面能将使界面趋于稳定。因此, 沿界面的扩散效应又是对界面稳定性产生影响的互为矛盾的因素。 2 作为非均质形核的基底物质应具备哪些内容? 与湿润角有关,湿润角越小, 越易非均质形核。主要内容包括: 晶核与夹杂间的界面张力小; 错位度( 界面上晶核原子与夹杂原子互相间的匹配情况)值小,即基底的界面结构( 原子排列的稽核情况,原子大小,原子间距等) 要与界面上晶核原子相似, 或者接近; 此外, 与基底物质的表面粗糙度有关,凹面最易形核。 3 多相平衡需要满足什么条件? 每一组元在共存的各相中的化学势都必须相等 4 铸件凝固过程中的传热有何特点? 一热、二迁、三传。一热:从液体金属传出热量,从高温向低温传输热量。二迁: 金属凝固时存在两个界面, 固液界面和金属铸型界面, 两个界面随着凝固进程而发生动态迁移。三传: 包含动量传输、质量传输和热量传输的三个耦合的三维传热物理过程,存在导热、对流辐射三种传热方式。 5 何谓共生区? 非平衡凝固条件下, 共晶合金两条液相线的延长线所包括的范围, 存在的伪共晶组织,为共生区。 6 偏晶凝固? 具有偏晶成分的合金, 冷却到偏晶反应温度以下时,发生偏晶发硬, 从液态金属中分解出固相及另一成分的液相过程。 7 定向凝固需要控制哪些凝固关键参数? 凝固过程中固液界面前沿液相中的温度梯度 G 和固液界面向前推进速度, 即晶体生长速度 R。 8 微重力场下的凝固有何特点? (1 )金属流动特点:自然对流及物质的沉浮和分层偏析现象几乎消失: 界面张力引起的流动现象非常突出, 温度梯度、浓度梯度现象明显; 固液转变使体积变化引起的对流明显; 这些对流使溶质的扩散系数明显变小; (2 )凝固组织发生变化: 晶体尺寸变大; 共晶层片间距和枝晶得到细化, 甚至形成微晶组织; 不存在组元的聚集和偏析。 9 变质处理? 向金属液体中加入一些细小的形核剂( 又称为孕育剂或变质剂) ,使它在金属液中形成大量分散的人工制造的非自发晶核, 从而获得细小的铸造晶粒。 10 成分过冷的条件是什么? 当ek k CD mV G???1 1 时, 会发生成分过冷;其中 G 为液体内实际温度梯度 m 为液相线斜率, C 为合金平衡浓度,K 为平衡条件下的溶质分配系数, D为液相中原子的扩散系数,V 为固液界面推进速度,δ为固液界面附近扩散边界区厚度。论述题 1 结合相图和自由能曲线, 试分析非平衡凝固时, 不同凝固冷却速度条件下, 凝固界面处获得的固相成分是如何变化的, 何种情况下可以实现稳态凝固? (1) 非平衡凝固条件下, 凝固相成分存在一个范围, 即溶质分配系数 K* 是一个变量, 与晶体长大速度 f存在 如下关系: ??)1(kfKK ???, 式中, V 为原子的扩散速度: 为已被吸附分子的解离常数:K 为溶质平衡分配系数; f 为晶体长大速