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高等材料学习题汇总

一 问答题

1 决定置换固溶体中的溶质的溶解度的因素有哪些?

原子尺寸因素,晶体结构因素,电负性因素,电子浓度因素

2 什么是相平衡的公切线定则?请画图帮忙说明。什么是直线定则?什么是相平衡原理? 公切线法则:对于二元系统,若在恒温恒压条件下处于两相(α,β)平衡共存状态,根据化学位相等要求,可对两个相的吉布斯自由能曲线作公切线,如下图,公切线在两条曲

αβ线上切点所对应的坐标值便是恒压下两个相在给定温度的平衡成分,即在两切点(xB,xB)

之间成分范围内的二元合金,具有切点成分的相平衡共存时系统的吉布斯自由能最低,此即公切线法则。在切点处

直线定则:三元合金中两相平衡时合金成分点与两平衡相成分点在浓度三角形的同一直线上。

相平衡原理:化学位可视作某组元从某相中逸出的能力,组元i在某相中的化学位越高,它向化学位较低的一相转移倾向越大,当组元i在各相的化学位相等时,即处于平衡状态。因此化学位可作为系统状态变化是否平衡或不可逆过程的一个依据。

多组元系统中多相平衡的条件是,任一组元在各相中的化学位相等,即

(i=A,B…)

如果组元在各相中的化学位不相等,这个组元就会从化学位高的相中向化学位低的相发生迁移,使系统的吉布斯自由能降低,直到它在各相中的化学位相等为止。可见,溶体中的化学位梯度是物质迁移的驱动力。

杠杆定律:如图,合金x在温度T1将由两相长期并存,这时两相的成分和数量保持不变。过x点作水平线交液相线和固相线于a、c点,经热力学证明a、c点的成分分别为平衡的液体和固体的成分,设mL和m 分别为两相的数量,由物质不灭可推导出:

mL/ m =xc/ax

一般用占总体数量的百分比的相对值来表示。如果把线段axc当成一杠杆,则他们满足杠杆力的平衡原理,所以称之为杠杆定律。

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