固相反应习题与解答-湖南工学院.PDF

湖南工学院 第九章 固相相变习题与解答 1、何谓一级相变？何谓二级相变？各有何特征？ 解：一级相变：体系由一相变为另一相时，如两相的化学势相等但化学势的一 级偏微商(一级导数)不相等的相变称为一级相变 。其特点是：有相变潜热，并伴随 有体积改变。二级相变：相变时两相化学势相等，其一级偏微熵也相等，而二级偏 微熵不等。其特点是：无相变潜热，无体积的不连续性，只有Cp、、的不连续有 居里点或点 2 、何谓马氏体相变？马氏体相变有何特点？ 解：马氏体相变是固态相变的基本形式之一，转变的本质是以晶格畸变为主、 无成分变化、无扩散的位移型相变，是晶体及其迅速的剪切畸变。 其特点是： （1）相变无特定的温度点； （2 ）转变动力学速率可高达声速； （3 ）具有鲜明的结晶学特点。 3、简述相变亚稳区的特点及稳区形成的原因？ 解：特点：（1）亚稳区处于不平衡状态；（2 ）在亚稳区要产生新相必须过冷； （3 ）当加入杂质，可在亚稳区形成新相，此时亚稳区缩小。 原因：（1）气相转变液相时：以微小液滴出现，液滴很小，其饱和蒸汽压 平面态蒸汽压，在相平衡温度下，这些微粒还未达到饱和而重新蒸发。（2 ）液相转 变固相时：以微小晶粒出现，也由于颗粒很小，其溶解度平面溶解度，在相平衡 温度下，微粒重新溶解。 4 、相变的驱动力是什么？ 解：相变过程的推动力应为过冷度、过饱和浓度或过饱和蒸汽压。 材料物理化学 湖南工学院 5、当一种纯液体过冷到平衡凝固温度（T ）以下时，固相与液相间的自由焓差越来 0 越负。试证明在温度T0 附近随温度变化的关系近似地为： ，式中 ∆H V 0 为凝固潜热。 解：由 得：在平衡温度 时， 则在 时， ,得证。 6、在纯液体平衡凝固温度T0 以下， 临界相变势垒随温度下降而减小，于是有 一个使热起伏活化因子exp 为极大值的温度。试证明当T＝T /3 时， 0 exp 有极大植。（提示：利用 表达式） 解：由 将 代入 则 令 则 即求y 的极值，当 时 ，即此时y 有极大值。 故当 时，exp （ ）有极大值。 材料物理化学 湖南工学院 7、为什么在成核一生长机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变?什么情况 下需过冷，什么情况下需过热？ 解：由热力学公式 平衡时 得 :相变平衡温度； ：相变热 温度Ｔ时，系统处于不平衡状态，则 ，要使相变自发进行，须使 ， 则 ，即必须使 ，才能发生相变。 对于放热过程如结晶，凝聚 ，则 , ，必须过冷。 对于吸热过程如蒸发，熔融 ，则 , ，必须过热。 * 8、何谓均匀成核？何谓不均匀成核？晶核剂对熔体结晶过程的临界晶核半径r