纯金属凝固部分课后习题 联系客服

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6-4 ①由于因为凝固,所以

②要在1726K发生均匀形核,就必须有319℃的过冷度,为此必须增加压力,才能使纯镍的凝固温度从1726K提高到2045K:

对上式积分:

即P=116366×10+1.013×10=116367×10(Pa)时,才能在2045K时发生均匀形核。

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6-5

①△T=20℃时,

△T=200℃时,

②θ=60°:非均匀形核自由能

△T=20℃时,

△T=200℃时,=1033exp(-0.156×68.79)=2.2×1028(cm-3·s-1) 设过冷度为△T=Tm-△T,根据给定条件,有

等式两边取对数,得

(1000-△T)△T=4.51×10 故 △T≈70℃ ③

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r=1nm时,

6-6

,得球形核胚的临界形核功

*

边长为a的立方形晶核的临界形核功

将两式相比较,得

可见形成球形晶核的临界形核功仅为形成立方形晶核的6-7 证明:均匀形核自由能变化 △G=Ar3△GV+Br2σ(1)

式中A和B为晶核的形状因子。

对(1)求极值,即临界晶核半径:临界晶核体积:

将(2)式代入(1)式,得

,得 (2)

(3)

对于非均匀形核,可证明上式仍成立。 6-8 ①

将数据代入得

,即

蒸发的条件为△G<0,即p<pe蒸发

凝固的条件为△G>0,即,即p>pe凝固

所以真空罩中的压强应该满足:0<p<13Pa

6-9 设聚对二甲酸乙二酯未结晶体积分数为φU,则由公式φU=exp(-ktn)得到如下的关系:

lg(-lnφU)=lgk+nlgt

根据题意,将所列的数据按lg(-lnφU)与lgt关系作图(见图28),结果得到如下的直线:

由图可得,该直线斜率为3.01,即n=3.01,直线截距为-4.11248,即lgk=-4.11248,得结晶常数k=7.7×10-5。再由公式期

,可以得到半结晶

=。

6-10 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。

6-11 由公式

可以得到如下的关系:

上式中,Tm,∞,σe,△H均为常数,因而可知Tm,1与1的倒数呈直线关系,由所列数据得到如图29所示的曲线。

由图可得,直线的斜率为-381.73℃nm,截距为144.9,即Tm,∞=144.9℃。当△H=280J/cm3时,可以得到表面能

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σe=0.37J/m