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一、名词解释

1． 异质形核

【答案】异质形核是晶核在液态金属中依靠外来物质表面（型壁或杂质）或在温度不均匀处择优形成的形核方式。

2． 相图

【答案】金属及其他工程材料的性能决定于其内部的组织、结构，金属等材料的组织又由基本的相所组成。由一个相所组成的组织叫单相组织，两个或两个以上的相组成的叫两相或多相组织。相图就是用来表示材料相的状态和温度及成分关系的综合图形，其所表示的相的状态是平衡状态。

3． 过冷度

【答案】过冷度是指相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生相转变，平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。

4． 非稳态扩散

【答案】非稳态扩散是指在扩散过程中任何一点的浓度都随时间不同而变化的扩散。

5． 空间点阵

【答案】为了便于分析研宄晶体中质点的排列规律性，可将实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体并简化，将其中每个质点抽象为规则排列于空间的几何质点，称之为阵点。这些阵点在空间呈周期性规则排列并具有完全相同的周围环境，这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵。

二、简答题

6． 分别叙述下列组图中的图1（b ）、（c ）、（d ）中三条曲线的物理意义，并在此基础上说明形成成分过冷的条件。

图1

【答案】图1（b ）中，曲线表示边界层附近的温度分布；图1（c ）中，曲线表示边界层中的浓度分布；图1（d ）中，曲线表示边界层中的熔点随距离变化的曲线。如果图1（b ）、（d ）中的曲线相交时则会有成分过冷，即当边界层中温度梯度与边液相实际温度即界层浓度分布曲线相切时，是成分过冷的临界条件。如图2阴影部分区域可以发生成分过冷，当温度分布曲线斜率小于切线斜率时则有成分过冷。

图2

7． 请以Al-4.5%Cu合金为例，说明时效过程及其性能（硬度）变化。

【答案】铝合金淬火后得到过饱和固溶体，之后加热保温，固溶体内会依次析出GP 区，

，长时间时效，GP 区溶解，硬度下降。相。GP 区的形成会使材料的硬度增加（第一个时效峰）

的形成使得硬度继续增加（第二个时效峰）。当下降。

全部溶解转化为转化为后，硬度开始

8． 叙述你所熟悉的某一类材料的凝固过程。

【答案】金属材料在凝固过程后通常得到结晶体，因此金属材料的凝固过程也称结晶过程。 金属的结晶通常分为两个阶段，即形核和形核后的长大阶段。

金属的形核通常在金属恪体中的小尺寸有序原子集团（晶胚）基础上，通过原子扩散而形成能够稳定长大的晶核，即纯金属的形核过程一般需要满足能量条件和结构条件，而合金的形核还要一定的成分条件。

金属形核后的长大通常需要一个较小的过冷度，原子向晶核扩散而长大，在长大过程中结晶界面是粗糙界面，因此金属长大速度一般很快，而结晶界面结构、温度梯度和结晶速度会影响到长大后的晶粒形状和大小，对于合金通常还会造成合金结晶后出现成分偏析等问题。

9． 何谓电子磁矩、原子磁矩及物质固有磁矩? 物质的磁性与原子核外电子的填充情况有何关系？

【答案】（1）电子磁矩是指电子绕核运动的轨道磁矩和电子自旋产生的自旋磁矩；

原子磁矩是指电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成的总磁矩；

物质固有磁矩是指无外磁场作用时所有原子磁矩之和。

（2）原子中的电子壳层全部填满的物质为抗磁体；原子中有未填满的电子壳层的物质为顺磁体或铁磁体。

10．在立方晶胞内画出

【答案】如图所示。

晶面，以及晶向。

图

11．请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能变化，并解释其机理。

【答案】

表