圣才电子书 www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台第6章 单组元相图及纯晶体的凝固
一、选择题
1．如果一元素有三种组态A、B、C（密度A＞B＞C），它的相图如图6-1，则在升温由B变成A时是（ ）。
图6-1
A．放热B．吸热C．不确定【答案】B
2．如果只考虑温度与压强的影响，在A、B二元体系中最多能有（A．3B．4C．5【答案】B
二、填空题
1．晶体的凝固是通过_________和_________两个过程进行的。【答案】形核；长大
2．常见的非金属的液-固界面为_________。【答案】光滑界面
三、判断题
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）相共存。 圣才电子书台在热力学平衡条件下，二元凝聚系统最多可以3相平衡共存，它们是一个固相、一个【答案】×
【解析】它们是两个固相和一个液相。
www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平液相和一个气相。
四、简答题
1．什么叫临界晶核，它的物理意义是什么？
答：根据自由能与晶胚半径的变化关系，可得半径r?rc的晶胚不能成核；r?rc的晶胚才有可能成核，而r?rc的晶胚可能消失，也可能稳定长大，因此称半径为rc的晶胚为临界晶核。
其物理意义：过冷液体中涌现出来的短程有序的原子团，当其尺寸r≥rc时，这样的原子团便可能成为晶核而长大。
2．陶瓷材料中晶粒的大小与什么有关？工艺上如何控制晶粒尺寸（请列出三种途径）？
答：陶瓷材料中晶粒的大小与物料的原始粒度、烧结温度和时间等因素有关。控制晶粒尺寸方法：控制原始粒度均匀细小，控制烧结温度和时间，添加剂等。3．试说明结晶温度较低的高分子的熔限较宽，反之较窄。
答：由于高分子在较低的温度下结晶时，分子链的活动能力差，形成的晶体较不完善，而且完善的程度差别也较大，因此缺陷较多的晶体将在较低的温度下熔融，而缺陷较少的晶体将在较高的温度下熔融，导致较宽的熔限。反之，高分子在较高温度下结晶时，分子链活动能力较强，形成的结晶较完善，不同晶体完善程度的差异也较小，因此，熔限较窄。
4．如图6-2所示，分别作出匀晶相图T1、T2、T3、T4的固相和液相的自由能-成分曲线。
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圣才电子书 www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台图6-2
答：如图6-3（a）、（b）、（c）、（d）所示。
图6-3
5．指出如图6-4所示相图是否有错误，若有请改正。
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圣才电子书 www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平台图6-4
答：图6-4（a）错误。相临相区相差数为1，γ相外应有一圆环，如图6-5（a）所示。图6-4（b）错误。包晶反应线应为水平线。
图6-4（c）错误。两相区与单相区的交线应进入另一两相区内。图6-4（d）图正确。
图6-5
6．为什么在成核一生成机理相变中，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，各举一个例子。
答：由热力学可知，在等温、等压下有：?G??H?T?S在平衡条件下，?G?0，则有：?G??H?T0?S?0??S?式中：Ｔ0是相变的平衡温度；?H为相变热。
?HT0若在任意温度T的不平衡条件下，则有：?G??H?T?S?0若?H与?S不随温度而变化，将上式代入上式得：
T?T?H?T?G??H?T??H0??HT0T0T0可见，相变过程要自发进行，必须有?G＜0，则：
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?H?T＜0T0 圣才电子书台（1）若相变过程放热（如凝聚、结晶等）?H＜0。要使?G＜0，必须有（2）若相变过程吸热（如蒸发、熔融等）?H＞0，要满足?G＜0，则必须
www.100xuexi.com十万种考研考证电子书、题库视频学习平。?T?T0?T＞0，即T0＞T，这表明系统必须“过冷”
。?T?T0?T＜0，即T0＜T，这表明系统要自发相变则必须“过热”
7．根据下列条件建立单元系相图：
（1）组元A在固态有两种结构A1和A2，且密度A2＞A1＞液体；（2）A1转变到A2的温度随压力增加而降低；（3）A1相在低温是稳定相；
（4）固体在其本身的蒸气压1333Pa（10mmHg）下的熔点是8.2℃；（5）在1.013×105Pa（1个大气压）下沸点是90℃；
（6）A1，A2和液体在1.013×106Pa（10个大气压）下及40℃时三相共存（假设升温相变△H＜0）。
答：见图6-6。
（1）首先根据已知条件作出各交点：
a点：固体A1、液体和气体的三相平衡，T＝8.2℃，p＝1.013×104Pa。b点：固体A1，A2和液体的三相平衡，T＝40℃，p＝l.013×106Pa。c点：液体和气体二相平衡，T＝90℃，P＝1.013×105Pa。
dp?H＝（2）根据相变时的体积变化，由dTT?V确定各线斜率及正负。
?p经过b点的A1和A2相界线：A1→A2，故△H＞0，△V＜0，故?T＜0，斜率为负；?pA1和液相L的相界线：A1→L，故△H＞0，△V＞0，故?T＞0，斜率为正；?p?0?TL和气相g的相界线：L→g，故△H＞0，△V＞0，故，斜率为正。
各线的延长线也与以上相同。所作相图如图6-6所示。
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