6-5 已知A和B两组份构成具有低共熔点的有限固溶体二元系统(图6-17)。
试根据下列实验数据绘制概略相图:A的熔点为1000℃,B的熔点为700℃。含B25%的试样在500℃完全凝固,其中含73.3.%初相SA(B)和26.7%SA(B)+SB(A) 共生体。含B50%的试样在同一温度下凝固完毕,其中含40%初相SA(B)和60%SA(B)+SB(A) 共生体,而SA(B)相总量占晶相总量的50%,实验数据均在达到平衡状态时测定。
6-6试完成下图中的配料点1、2、3的结晶路程(表明液、固相组成点的变化
及其结晶过程各阶段系统中发生的相变化)。
6-7下图所示为一个三元化合物的三元相图。 (1) 判断三元化合物N的性质;
(2) 标出边界曲线的降温方向(转熔界线用双箭头); (3) 指出无变点K、L、M的性质
(4) 分析点1、2的结晶路程(表明液固相组成的变化及各阶段的相变化)
6-8如图6-43,配合料P的液相在无变点K发生独立析晶,最终在低共熔点F
结束结晶。试问此时所获得的C3S,C2S,C3A和C12A7四种晶相的含量各为多少?,如果在F点仍未达到平衡,残留液相能否离开F点向其它无变点继续转移?为什么?
6-9如图6-43,今取配合料成分恰好如无变点h的组成,在充分平衡条件下,
问:
(1) 加热该配合料,什么温度开始出现液相? (2) 要使物料全部熔融,至少要加热到多高温度?
(3) 写出配合料加热到开始出现液相时和全部熔融时的反应过程。
6-10如图6-43,若原始液相组成位于配合料圈内,并恰好在CaO和C3S初相
区的边界曲线上:
(1) 说明此液相的结晶路程
(2) 在缓慢冷却到无变点K的温度1455℃时急剧冷却到室温,则最终获得哪些相?
各相含量如何? 1.答:名词解释略。
2.答:略,提示从动力学角度说明。
3.答:C1配料组成为A 74.1%,B 25.9%;C2配料组成为A 82.7%,B 17.3%。
4.答:(A)B的熔点温度只有一个,两点应该重合。(B)液相组成不应该存在范围。(C)低共熔温度不应该是一条倾斜的直线,应该是水平的。(D)(E)均为二元系统,P最大为3,不应该出现四相点和四相区域。
5.答:图略,提示低共熔温度线上三点的B%分别为5%,80%,95%。 6.答:略。
7.答:(1)N为不一致熔融三元化合物。(2)略。(3)L点位于△BNC内部,为
低共熔点,K点位于△ANB交叉位,为双升点,M点位于△ANC内部,为低共熔点。(4)略。
8.答:C3S,C2S,C3A和C12A7四种晶相的含量略,残留液相不能离开F向其它无变量
点转移,因为三元系统最多存在四相,在F点已有四相。
9.答:(1)加热该配合料,1335度开始出现液相。(2)要使物料全部熔融,至少要加热到2570度。(3)略。 10. 答:最终获得C3S,C2S,玻璃相。
第七章 扩散与固相反应 7-1 名词解释:
无序扩散、晶界扩散、表面扩散、本征扩散、非本征扩散、自扩散、互扩散、稳定扩散、不稳定扩散、扩散活化能、扩散通量。
7-2 已知CaO的肖特基缺陷生成能为6ev,欲使Ca2+在CaO中的扩散直至CaO
的熔点(2600
℃)都是非本征扩散,要求三价杂质离子的浓度是多少?
7-3 设有一条内径为30mm的厚壁管道,被厚度为0.1mm的铁膜隔开。通过管子
的一端向
管内输送氮气,以保持膜片一侧氮气浓度为1 200mol/m3,而另一侧的氮气浓度为100
mol/m3。如在700℃下测得通过管道的氮气流量为2.8×10-8mol/s,求此时氮气在铁
中的扩散系数。
7-4在二根金晶体圆棒的端点涂上示踪原子Au,并把棒的两端如图所示连接。 在920℃ 下加热100小时,Au示踪原子的扩散分布如图所示,并满足下列关系:
M为实验中示踪原子总量,求此时金的自扩散系数。
7-5试定性地分析和讨论从室温到熔融温度范围内,氯化锌添加剂(10-4mol%)对氯化纳单晶
中所有离子(Zn、Na、Cl)的扩散能力的影响。
7-6试从扩散介质的结构、性质、晶粒尺寸、扩散物浓度、杂质等方面分析影响扩散的主要因素。
7-7根据ZnS烧结的数据测定了扩散系数,在450℃和563℃时,分别测得扩散系数为1.0 ×10-4cm2/s和3.0×10-4cm2/s。(1)确定激活能和D0;(2)根据你对结构的了解, 试从运动的观点和缺陷的产生来推断激活能的含义;(3)根据ZnS和ZnO相互类似的特点,预测D随硫的分压而变化的关系。
7-8 试分析碳原子在面心立方和体心立方铁八面体空隙间跳跃情况并以D=λPг形式写出其扩散系数(设点阵常数为a)。式中λ为跃迁自由程,P为跃迁几率,而г为跃迁频率。 7-9指出以下概念中的错误:
(1) 如果固体中不存在扩散流,则说明原子没有扩散;
(2) 因固体原子每次跳动方向是随机的,所以在任何情况下扩散流量为零; (3) 晶界上原子排列混乱,不存在空位,所以以空位机制扩散的原子在晶界处无法
扩散;
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