【正文】 一次軸。10．這類金屬玻璃可以在10’一10‘℃／s的冷速下獲得。 金屬玻璃是通過超快速冷卻的方法，抑制液—固結(jié)晶過程，獲得性能異常的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。由于凝固條件的不同，也會形成在鑄錠中只有某一種晶區(qū)，或只有某兩種晶區(qū)。 在鑄錠組織中，一般有三層晶區(qū)：（1）最外層細(xì)晶區(qū)。其問題實(shí)質(zhì)是分析當(dāng)界面粗糙化時，界面自由能的相對變化。因此，結(jié)構(gòu)起伏是結(jié)晶過程必須具備的結(jié)構(gòu)條件。因?yàn)樵右噪x子鍵和共價鍵結(jié)合時，外層電子處于穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，不能自由運(yùn)動，故陶瓷材料的熔點(diǎn)很高，抗氧化性好，耐高溫，化學(xué)穩(wěn)定性高。硅酸鹽分成下列幾類：(1)含有有限硅氧團(tuán)的硅酸鹽；(2)鏈狀硅酸鹽；(3)層狀硅酸鹽；(4)骨架狀硅酸鹽。 理論上的最大應(yīng)變?yōu)?380％。 這是因?yàn)樾纬晒倘垠w時，熔質(zhì)原子的熔入會使熔劑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生點(diǎn)陣畸變，從而使體系能量升高。如碳在γFe中最大固熔度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為WC＝；氮在γFe中的最大固熔度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))約為WN＝。αFe中時，它的位置多在αFe的八面體間隙中心，因?yàn)?。上述元素在固溶?摩爾分?jǐn)?shù))。這種排列和原子之間的結(jié)合能(鍵)有關(guān)。 。(4) 不能。D＝14 nm；θ＝10176。 (1)假設(shè)晶體中位錯線互相纏結(jié)、互相釘扎，則可能存在的位錯源數(shù)目個／Cm3。1]，不能滿足。D39。8．4． 。{110}＝(110)十()+(101)+()+(011)+()，共6個等價面。106個原子/mm。 9. 1018/個原子。(2) A39。為負(fù)刃型位錯。在位錯線沿滑移面旋轉(zhuǎn)360176。(2) 。能量條件：∑b前2＝∑b后2，兩邊能量相等。(2) 密排六方結(jié)構(gòu)。(8) 共格界面。別間隙固熔體間隙化合物相 同 點(diǎn)一般都是由過渡族金屬與原子半徑較小的C，N，H，O，B等非金屬元素所組成 在原子尺寸因素相近的情況下，上述元素在Ag中的固熔度(摩爾分?jǐn)?shù))受原子價因素的影響，即價電子濃度e/a是決定固熔度(摩爾分?jǐn)?shù))的一個重要因素。例如N在αFe中的固熔度(摩爾分?jǐn)?shù))在590℃時達(dá)到最大值，約為WN＝，在室溫時降至WN＝；C在αFe中的固溶度(摩爾分?jǐn)?shù))在727℃時達(dá)最大值，僅為WC＝，在室溫時降至WC＝。中的固熔度(摩爾分?jǐn)?shù))較大一些。7． (1) nm；(2) nm(3) nm；(4) nm；(5) nm。11．16．(2)每一個氧最多只能被兩個[Si04]四面體所共有。動力學(xué)條件為液—固界面前沿液體的溫度TTm(熔點(diǎn))，即存在動態(tài)過冷。 (2)n=261個。內(nèi)能的變化為式中ξ與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，稱為晶體學(xué)因子。（3）中心為等軸晶區(qū)。如果固體金屬熔化時液相不與汽相接觸，則有可能使固體金屬過熱，然而，這在實(shí)際上是難以做到的。為了在較低的冷速下獲得金屬玻璃，就應(yīng)增加液態(tài)的穩(wěn)定性，使其能在較寬的溫度范圍存在。顯然，當(dāng)實(shí)際過冷度?T?T*時，過冷液體中最大的晶胚尺寸也小于臨界晶核半徑，故難于成核；只有當(dāng)?T?T*時，才能均勻形核。 純金屬生長形態(tài)是指晶體宏觀長大時界面的形貌。(2)11．臨界晶核半徑rk，其大小與過冷度有關(guān)，則有12．若晶體的光滑界面存在有螺型位錯的露頭，則該界面成為螺旋面，并形成永不消失的臺階，原子附著到臺階上使晶體長大。(10)……非均勻形核的形核功最小。(22)……增加，但因金屬的過冷能力小，故不會超過某一極大值……(23)……動態(tài)過冷度比形核所需要的臨界過冷度小。 wMg=。 。 設(shè)純?nèi)軇┙M元A的熔點(diǎn)為TA，液相線與固相線近似為直線，則離界面距離x處液相線溫度TL為：中溫區(qū)水平線為共晶線，共晶反應(yīng)：Ld′→αg+βh室溫下的組織為α+βII。 轉(zhuǎn)折點(diǎn)向低溫方向移動。三元系在兩相共存時，由于自由度數(shù)為2，在溫度一定時，其組成相的成分可以發(fā)生變化，使兩相中相同組元的原子化學(xué)位平衡受到破壞，引起擴(kuò)散。只有當(dāng)系統(tǒng)處于熱平衡狀態(tài)，原子在任一跳動方向上的跳動幾率才是相等的。 晶界上原子排列混亂，與非晶體相類似，其原子堆積密集程度遠(yuǎn)不及晶粒內(nèi)部，因而對原子的約束能力較弱，晶界原子的能量及振動頻率ν明顯高于晶內(nèi)原子。即使是達(dá)到過飽合狀態(tài)，溶質(zhì)原子數(shù)目要比晶體中的間隙總數(shù)要小幾個數(shù)量級，因此，在間隙原子周圍的間隙位置可看成都是空的。αFe中的擴(kuò)散系數(shù)要比γFe高?；凭€呈一系列彼此平行的直線。退火孿晶以大條塊形態(tài)分布于晶內(nèi)，孿晶界面平直，一般在金相磨面上分布比較均勻，如附圖2。由于低碳鋼是以鐵素體為基的合金，鐵素體中的碳(氮)原子與位錯交互作用，總是趨于聚集在位錯線受拉應(yīng)力的部位以降低體系的畸變能，形成柯氏氣團(tuán)對位錯起“釘扎”作用，致使σs升高。金屬在冷加工以后，各晶粒的位向就有一定的關(guān)系。所以2rbσ=?τ’b，即：2rσ=?τ’當(dāng)氣泡密度為n時，則切應(yīng)力總增值：?τ=n?τ’=2nrσ可見，切應(yīng)力增值與氣泡密度成正比。在共價鍵鍵合的陶瓷中，原子之間的鍵合是特定的并具有方向性，(a)所示。16．反過來，也可以計(jì)算當(dāng)裂紋尖端的最大應(yīng)力等于理論屈服強(qiáng)度時，晶體斷裂的名義應(yīng)力，它和實(shí)際得出的抗拉強(qiáng)度極為接近。部分結(jié)晶高聚物冷拉后殘留的形變中大部分必須升溫至丁附近時才能回復(fù)。裂紋的兩個張開面之間完全是空的，而銀紋面之間由高度取向的纖維束和空穴組成，仍具有一定的強(qiáng)度。4. 。最窄的一端基本無變形，退火后仍保持原始晶粒尺寸；在較寬處，處于臨界變形范圍，再結(jié)晶后晶粒粗大；隨寬度增大，變形度增大，退火后晶粒變細(xì)，最后達(dá)到穩(wěn)定值。對這一過程而言，退火溫度越高，(保溫時間相同時)退火后晶粒越大。13.15．(1)不對。有些金屬的再結(jié)晶溫度低于室溫，因此在室溫下的變形也是熱變形，也會發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶。 不對。只有再結(jié)晶過程才是形核及核長大過程，其驅(qū)動力是儲存能。 不對。正常晶粒長大是在再結(jié)晶完成后繼續(xù)加熱或保溫過程中，晶粒發(fā)生均勻長大的過程，而反常晶粒長大是在一定條件下(即再結(jié)晶后的晶粒穩(wěn)定、存在少數(shù)有利長大的晶粒和高溫加熱)，繼晶粒正常長大后發(fā)生的晶粒不均勻長大過程。當(dāng)然，Eγ、Ee也會通過新相的析出位置、顆粒形狀、界面狀態(tài)等，相互調(diào)整，以使(Eγ＋Ee)為最小。由臨界形核功可知，只有當(dāng)界面能γα/β和應(yīng)變能Es，盡可能減小，才能有效地減小臨界形核功，有利于新相形核。通過界面不但發(fā)生成分突變，且取向也發(fā)生了改變，這就是不連續(xù)脫熔。 A1—Cu合金的脫溶系列有：GP區(qū)－θ過渡相－θ’過渡相－θ平衡相脫熔相的基本特征：GP區(qū)為圓盤狀，～ nm，直徑約為8 nm，在母相的{100}面上形成。時效的實(shí)質(zhì)，就是從過飽和固熔體分離出一個新相的過程，通常這個過程是由溫度變化引起的。 調(diào)幅分解與形核、長大脫熔方式的比較脫熔類型自由能成分曲線特點(diǎn)條這種擴(kuò)散發(fā)生后，破壞了亞穩(wěn)平衡，使小粒子周圍的熔質(zhì)濃度(Cr2)小于亞穩(wěn)平衡時的熔質(zhì)濃度(Cr1)，(b)所示，因而小粒子熔解而變得更小，(c)所示；而大粒子周圍的熔質(zhì)濃度(Cr2’)又大于亞穩(wěn)平衡時的熔質(zhì)濃度(Cr1’)，因而發(fā)生沉淀，使大粒子長大，(c)所示。 由于相變過程無擴(kuò)散，新相與母相的化學(xué)成分相同。 相界面移動速度極快，可接近聲速。但碳原子向位錯線附近偏聚傾向增大。粒子增強(qiáng)：在基體中加入直徑為1～50mm的硬質(zhì)顆粒，粒子可承擔(dān)部分載荷。4. (1)從復(fù)合材料結(jié)構(gòu)單元和尺度上講，把增強(qiáng)顆粒尺度為1～50mm的叫顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，而把亞微米至納米級叫精細(xì)復(fù)合材料，其強(qiáng)化原理各不相同。LC對應(yīng)與纖維中最大應(yīng)力(σf)max等于纖維斷裂應(yīng)力σfu。(4) 沒有影響。 降低界面殘余應(yīng)力，基體改性，纖維表面改性，選擇合理的復(fù)合工藝和條件等。 將會斷裂成一段一段的短纖維，其長度為Lc或2Lc，根據(jù)剪滯理論分析，短纖維長度為Lc時，纖維中正應(yīng)力最大值可達(dá)到纖維斷裂應(yīng)力。＝甲frf+尹nl和纖維體積百分?jǐn)?shù)成線性變化。(3)無論施加多么大的載荷，纖維也不會斷裂。纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料的性能不僅與纖維的長度有關(guān)，與纖維的長徑比l/d也有關(guān)，還與復(fù)合材料板的厚度有關(guān)。微粒以機(jī)械約束的方式限制基體變形?；w是能起到類似隔膜的作用，將增強(qiáng)體分隔開來，當(dāng)有的增強(qiáng)體發(fā)生損傷和斷裂時，裂紋不致從一個增強(qiáng)體傳播到另一個增強(qiáng)體。相的回復(fù)、再結(jié)晶。9．由于沉淀物的性質(zhì)、大小、形狀及在顯微組織中的分布不同，合金的性能可以有很大的變化。θ過渡相呈圓片狀，其厚度為2 nm，直徑為30～40 nm，在母相的｛100｝面上形成。’相的相鄰晶粒之一中長大。前者擴(kuò)散場延伸到一個相當(dāng)長的距離，而后者擴(kuò)散距離只是片層間距的數(shù)量級(一般小于1mm)不連續(xù)脫熔有以下特征：(1)為了減小表面能，新相往往形成與母相晶格接近，并與母相保持共格的亞穩(wěn)過渡相，以使體系能量降低，有利于相變。相比之下，固態(tài)相變的阻力大。 不對。(11) 不對。因此，它可以在一個較寬的溫度范圍內(nèi)變化。 不對。(2)對已出現(xiàn)帶狀組織的材料，在單相區(qū)加熱、正火處理，則可予以消除或改善。溫度越高，晶界移動的激活能就越低，晶界平均遷移率就越高，晶粒長大速率就越快，在相同保溫時間下，退火后的晶粒越粗大，這與前段的分析并不矛盾。(2)變形越大，冷變形儲存能越高，越容易再結(jié)晶。 冷變形金屬加熱時晶體缺陷的行為缺陷表現(xiàn)、物理變化晶體缺陷的行為缺陷運(yùn)動驅(qū)動力 測定G：將(1)中淬火后的一組試樣進(jìn)行金相