晶体缺陷对固态相变形核有什么影响？

第1题：

金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？

正确答案: 在实际金属中存在的缺陷有点缺陷（空位和间隙原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）3种类型。
一般情况下，晶体缺陷的存在可以提高金属的强度，但是晶体缺陷的存在常常降低金属的抗腐蚀性能。

第2题：

晶体缺陷对实际金属的力学性能有何影响？

正确答案:实际金属中晶体缺陷有点缺陷，线缺陷和面缺陷，前两者越多，其强度、硬度越高，塑性韧性越低，面缺陷越多，实际金属的强韧性越高。

第3题：

简述固态相变形成新相的形状与界面能和界面应变能的关系。

正确答案:圆盘形粒子所导致的应变能最小，其次是针状，球形粒子最大。界面不共格时，盘状应变能最低，界面能较高，球形界面能最低，但应变能最大。

第4题：

金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。

正确答案:正确

第5题：

试讨论金属晶体缺陷对其固态相变形核过程的影响。

正确答案:母相中存在的晶体缺陷如空位、位错、层错、晶界、相界等对固态相变起促进作用。由于晶格缺陷处存在有晶格畸变能，在缺陷处形核形成功减小。此外，晶体缺陷对原子迁移和新相生长也具有促进作用。一般来说，母相的晶体缺陷越多、晶粒越细，新相形核部位越多，相变速度也越快。晶界形核：由于现成界面的存在可以减少形核界面能，对形核起促进作用，新相和母相的界面只需部分重建且界面上原子扩散速率比晶内快，所以新相晶核往往优先在晶界处形成。位错形核：固态下，金属晶体中存在大量位错缺陷，固态相变新相晶核沿畸变能较高的位错线形核，使形核功减小。空位形核：空位缺陷对原子的迁移扩散具有加速作用，降低了扩散激活能对新相形核具有促进作用。

第6题：

说明晶体缺陷促进固态相变形核的原因？

正确答案: 晶体缺陷是能量起伏、结构起伏和成分起伏最大的区域，在这些区域形核时，原子扩散激活能低，扩散速度快，相变应力容易被松弛。在固态相变中，从能量的观点来看，均匀形核的形核功最大，空位形核次之，位错形核更次之，晶界非均匀形核的形核功最小。
固态金属中存在各种晶体缺陷，如位错、空位、晶界和亚晶界等。母相中存在缺陷，由于缺陷周围有晶格畸变，自由能较高，在此处形成同样大小的晶核比其他区域获得更大的驱动力，新相晶核往往优先在这些缺陷处形成。母相晶粒越细小，晶界越多，晶内缺陷越多，形核率越高，转变速度越快。

第7题：

问答题

什么是温度效应？冷变形和热变形时变形速度对塑性的影响有何不同？

正确答案：温度效应：由于塑性变形过程中产生的热量使变形体温度升高的现象。（热效应：塑性变形时金属所吸收的能量，绝大部分都转化成热能的现象）一般来说，冷变形时，随着应变速率的增加，开始时塑性略有下降，以后由于温度效应的增强，塑性会有较大的回升；而热变形时，随着应变速率的增加，开始时塑性通常会有较显著的降低，以后由于温度效应的增强，而使塑性有所回升，但若此时温度效应过大，已知实际变形温度有塑性区进入高温脆区，则金属的塑性又急速下降。

解析：暂无解析

第8题：

问答题

金属中第二相粒子大小、数量对塑性变形有何影响？

正确答案：第二相粒子阻碍位错滑移（体积分数越大，离子半径越小对位错运动的阻碍越大），可提高材料强度，但因在第二相粒子处形成位错塞积，易产生应力集中促使裂纹萌生而降低材料的塑性、韧性。

解析：暂无解析

第9题：

问答题

简述固态相变形成新相的形状与界面能和界面应变能的关系。

正确答案：圆盘形粒子所导致的应变能最小，其次是针状，球形粒子最大。界面不共格时，盘状应变能最低，界面能较高，球形界面能最低，但应变能最大。

解析：暂无解析

第10题：

问答题

为什么固态相变中出现过渡相？

正确答案：当稳定的新相与母相的晶体结构差异较大时，母相往往不直接转变为自由能最低的稳定新相，而是先形成晶体结构或成分与母相比较接近、自由能比母相稍低些的亚稳定的过渡相。此时，过渡相往往具有界面能较低的共格界面或半共格界面，以降低形核功，使形核容易进行。

解析：暂无解析

第11题：

问答题

实际金属晶体中存在那些晶体缺陷，对性能有什么影响？

正确答案：有点缺陷（空位、间隙原子），是金属中原子扩散的主要方式之一，对热处理过程很重要线缺陷（位错）金属晶体中的位错线往往大量存在，相互连接呈网状分布面缺陷（晶界、亚晶界）会引起晶格能量的提高，并使金属的物理化学和机械性能发生显著地变化。
一般来说，缺陷密度越高，位错滑移阻力越大，材料强度、硬度越高，塑性、韧性越低。

解析：暂无解析

第12题：

判断题

金属在固态时由于温度降低而发生的体积收缩。固态收缩对铸件的形状和尺寸精度影响很大，是铸造应力、变形和裂纹等缺陷产生的基本原因。

A

对

B

错

正确答案：错

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第13题：

什么是温度效应？冷变形和热变形时变形速度对塑性的影响有何不同？

正确答案: 温度效应：由于塑性变形过程中产生的热量使变形体温度升高的现象。（热效应：塑性变形时金属所吸收的能量，绝大部分都转化成热能的现象）一般来说，冷变形时，随着应变速率的增加，开始时塑性略有下降，以后由于温度效应的增强，塑性会有较大的回升；而热变形时，随着应变速率的增加，开始时塑性通常会有较显著的降低，以后由于温度效应的增强，而使塑性有所回升，但若此时温度效应过大，已知实际变形温度有塑性区进入高温脆区，则金属的塑性又急速下降。

第14题：

实际金属晶体中存在哪几种晶体缺陷？它们对金属的机械性能的影响有什么？

正确答案: 1）点缺陷、线缺陷（位错）、面缺陷（晶界）；
2）随着点缺陷密度的增加，材料的强度和硬度提高（固溶强化），而塑性与韧性下降；随着位错密度的增加，材料的强度和硬度提高（位错强化或加工强化），而塑性与韧性下降；晶粒越细小，晶界面积越多，材料的强度和硬度越高（细晶强化），同时塑性与韧性越好。

第15题：

说明晶体缺陷的概念和分类方法，简述各种晶体缺陷的概念、特征及其对性能的影响。

正确答案: 概念：晶体缺陷是指晶体中偏离理想的完整结构的区域。
分类方法：按形成晶体缺陷的原子种类，可将晶体缺陷分成化学缺陷和点阵（几何）缺陷两类。按点阵缺陷在三维空间的尺度，又可将点阵缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷三类。
1、点缺陷：是指在x、y、z方向上的尺寸都很小的点阵缺陷，包括空位和间隙原子。
特点：点缺陷是热力学平衡缺陷，即在平衡状态下也总以一定的浓度存在。
影响：
（1）空位浓度升高，导体的电阻升高。
（2）空位引起体积增加、密度减小。
（3）辐照损伤，即用电子、中字、质子、α粒子等高能粒子照射材料，在材料中导入大量空位和间隙原子，引起材料损伤。
2、线缺陷：线缺陷是指在两个方向上尺寸都很小，另一个方向相对很长的点缺陷，也叫一维缺陷，如位错。
特点：不论是何种位错，位错的滑移方向都是为错的法线方向。
影响：
（1）位错的密度降低，位错数量减少，材料的屈服强度将降低。
（2）由于位错附近自由能升高，位错消失可以导致自由能降低，因此位错附近可发生优先腐蚀。
（3）由于位错引起的局部点阵畸变也能引起传导电子的额外散射，也可能引起电阻升高。
（4）位错导致扩散加速。
3、面缺陷：面缺陷是指在两个方向上尺寸很大，另一方向上尺寸很小的点缺，也叫二维缺陷。
特点：不论是何种位错，位错的滑移方向都是位错的法线方向，滑移的结果都是在晶体表面形成宽度为b的台阶。
影响：
（1）堆垛层错使材料的自由能有些增加，但本身几乎不产生畸变，对材料的性能影响不大。
（2）外表面对材料性能的影响在于很难获得清洁的表面。
（3）相界面是新相的形核的优先位置，相界面常常是最优先腐蚀的位置。对普通材料而言，它会使材料的强度增加，原因是它增大了位错运动的阻力。

第16题：

实际金属晶体中存在那些晶体缺陷，对性能有什么影响？

正确答案:有点缺陷（空位、间隙原子），是金属中原子扩散的主要方式之一，对热处理过程很重要线缺陷（位错）金属晶体中的位错线往往大量存在，相互连接呈网状分布面缺陷（晶界、亚晶界）会引起晶格能量的提高，并使金属的物理化学和机械性能发生显著地变化。
一般来说，缺陷密度越高，位错滑移阻力越大，材料强度、硬度越高，塑性、韧性越低。

第17题：

为什么固态相变中出现过渡相？

正确答案:当稳定的新相与母相的晶体结构差异较大时，母相往往不直接转变为自由能最低的稳定新相，而是先形成晶体结构或成分与母相比较接近、自由能比母相稍低些的亚稳定的过渡相。此时，过渡相往往具有界面能较低的共格界面或半共格界面，以降低形核功，使形核容易进行。

第18题：

要核相的情况有哪些？为什么要核相？

正确答案: 对于新投产的线路或更改后的线路，为了正确的并列（或合环），不但要一次相序和相位正确，还要求二次相位和相序也正确，否则会发生非同期并列，因此，必须进行相位，相序核对。同样，与并列有关的二次回路检修时改动过的，也须核对相位、相序。
需要核相的原因是因为若相位或相序不同的交流电源并列或合环，将产生很大的电流，其巨大的电流会造成发电机或电气设备损坏。

第19题：

问答题

金属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？

正确答案：金属的实际晶体中存在三种晶体缺陷：点缺陷——空位和间隙原子；线缺陷——位错线；面缺陷——晶界；
影响：一般情况下，晶体缺陷的存在可以提高金属的强度，而且金属缺陷常常降低金属的耐腐蚀性能，可以通过腐蚀观察金属的各种缺陷。

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第20题：

问答题

说明晶体缺陷促进固态相变形核的原因？

正确答案：晶体缺陷是能量起伏、结构起伏和成分起伏最大的区域，在这些区域形核时，原子扩散激活能低，扩散速度快，相变应力容易被松弛。在固态相变中，从能量的观点来看，均匀形核的形核功最大，空位形核次之，位错形核更次之，晶界非均匀形核的形核功最小。
固态金属中存在各种晶体缺陷，如位错、空位、晶界和亚晶界等。母相中存在缺陷，由于缺陷周围有晶格畸变，自由能较高，在此处形成同样大小的晶核比其他区域获得更大的驱动力，新相晶核往往优先在这些缺陷处形成。母相晶粒越细小，晶界越多，晶内缺陷越多，形核率越高，转变速度越快。

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第21题：

问答题

分析晶体缺陷对固态相变中新相形核的作用。

正确答案：固相中存在各种晶体缺陷，如空位、位错、层错、晶界等，如果在晶体缺陷处形核，随着核的形成，缺陷将消失，缺陷的能量将给出以供形核的需要，使临界形核功下降，故缺陷促进形核。
（1）空位：过饱和空位聚集，崩塌形成位错，能量释放而促进形核，空位有利于扩散，有利于形核。
（2）位错：
①形成新相，位错线消失，会释放能量，促进形核
②位错线不消失，依附在界面上，变成半共格界面，减少应变能。
③位错线附近溶质原子易偏聚，形成浓度起伏，利于形核。
④位错是快速扩散的通道。
⑤位错分解为不全位错和层错，有利于形核。