简述固态相变过程中界面应变能产生的原因。
题目
简述固态相变过程中界面应变能产生的原因。
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第1题：
金属材料在固态相变过程中，因部分因发生相变的先后时刻不同，各部分发生的相变程度也不同，由此而产生的应力称为（）
- A、相变应力
- B、热应力
- C、冷应力
- D、机械阻碍应力
正确答案:A -
第2题：
固态相变
正确答案: 固态物质在温度、压力、电场等改变时，从一种组织结构转变成另一种组织结构。 -
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：
以空气-水界面为例论述自由表面能产生的原因。
正确答案: 水相内分子层的每一个分子，由于它们同时受到周围同类分子的作用，所以其分子力场处于相对平衡状态，即周围分子力的合力为零。而水表面层的分子，由于它们一方面受到液体层内分子力的作用，同时另一方面又受到空气分子的作用，由于水的分子力远远大于空气的分子力，所以表面层分子就会自发地力图向下沉入水中，表面层分子受到周围分子力的作用合力不再为零，力场也不再平衡。表层分子比液相内分子储存有多余的“自由能”，这就是两相界面层的自由表面能。 -
第5题：
简述电阻应变计产生热输出（温度误差）的原因。
正确答案:电阻应变计的温度效应及其热输出由两部分组成：前部分为热阻效应所造成；后部分为敏感栅与试件热膨胀失配所引起。在工作温度变化较大时，会产生温度误差。 -
第6题：
单选题金属材料在固态相变过程中，因部分因发生相变的先后时刻不同，各部分发生的相变程度也不同，由此而产生的应力称为（）A相变应力
B热应力
C冷应力
D机械阻碍应力
正确答案： A解析： 暂无解析 -
第7题：
填空题固态相变的驱动力是（）和（）的自由能差。正确答案： 新相,母相解析： 暂无解析 -
第8题：
判断题固态相变应力：铸件由于固态相变，各部分体积发生不均衡变化而引起的应力。A对
B错
正确答案： 对解析： 暂无解析 -
第9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。解析： 暂无解析 -
第10题：
问答题试对固态相变的相变阻力进行分析？正确答案： 固态相变阻力包括界面能和应变能，这是由于发生相变时形成新界面，比容不同都需要消耗能量。
（1）界面能：是指形成单位面积的界面时，系统吉布斯自由能的变化值。其大小和化学键的数目、强度有关。共格界面的化学键数目、强度没有发生大的变化，最小；半共格界面产生错配位错，化学键发生变化，次之；非共格界面化学键破坏最厉害，最大。
（2）应变能：
①错配度引起的应变能（共格应变能）：共格界面由错配度引起的应变能最大，半共格界面次之，非共格界面最小。
②比容差引起的应变能（体积应变能）：和新相的形状有关，球状由于比容差引起的应变能最大，针状次之，片状最小。解析： 暂无解析 -
第11题：
问答题什么是重构型固态相变，简述特点。正确答案： 在相变过程中物相的结构单元间发生化学键的断裂和重组，并形成一种崭新的结构，其形式与母相在晶体学上没有明确的位向关系。
重构型相变一般是一级相变；扩散型相变；需要较大的激活能；相变的速率较慢。解析： 暂无解析 -
第12题：
问答题简述固态相变的长大类型？正确答案： 按照长大是涉及滑动还是非滑动界面将相变分为两大类。
（1）协同型长大：又称队列型转变（或军队式转变，或无扩散转变），转变时，每个原子相对于其相邻原子都以同一矢量运动，运动距离不超过原子间距，运动的结果不改变原有的邻居关系。特点：
①队列型转变时，任一原子的最近邻在转变前后基本不变；
②母相与新相成分必须相同；
③转变不涉及扩散；
④界面迁移是通过点阵切变完成的，故其长大激活能为零，因此新相长大速度很高。
（2）非协同型长大：又称非队列型转变，或平民式转变，原子越过非滑动界面的非协调运动称为非协同型长大。特点：
①非协同型转变为扩散型转变；
②转变时原子通过近距离扩散自母相转移到新相而使界面向母相移动。
③与协同型转变不同，转变的结果破坏了原有的邻居关系；
④母相与新相成分可以相同，也可以不同。成分相同时，只有原子的近程扩散（界面控制长大）；成分不同时，新相长大需要通过母相原子的长程扩散（扩散控制长大）。解析： 暂无解析 -
第13题：
试分析应变能及表面能对固态相变热力学、动力学及新相形状的影响。
正确答案:物质的表面具有表面张力σ，在恒温恒压下可逆地增大表面积dA，则需功σdA，因为所需的功等于物系自由能的增加，且这一增加是由于物系的表面积增大所致，故称为表面自由能或表面能。应变能和表面能可以影响相变驱动力的大小，和新相的形状。 -
第14题：
固态相变的阻力有哪些？
正确答案:金属固态相变时的相变阻力应包括界面能和弹性应变能两项。当界面共格时，可以降低界面能，但使弹性应变能增大。当界面不共格时，盘（片）状新相的弹性应变能最低，但界面能较高；而球状新相的界面能最低，但弹性应变能却最大。 -
第15题：
说明固态相变的一般特征，并分析固态相变的阻力。
正确答案: 一般特征：
1）相界面。相变过程中母相和新相之间，不同新相之间都有相界面。
2）位相关系。相变后新旧两相晶体之间往往存在一定的位相关系以降低表面能。
3）惯习面。固态相变时，新相往往在母相的一定的结晶面上开始形成，这个晶面称为惯习面。
4）应变能。与固相在流体中形成不同，固态相变的新相在固态的母相中产生，新相与母相的比容不同，所以新相生成后发生的体积的膨胀或收缩必然受到周围母相的约束，不能自由膨胀而产生应变，使系统额外增加了应变能。
分析固态相变的阻力：固态相变的阻力除了新旧相界面的界面能外，还有应变能。应变能使相变阻力增大，使固态相变的发生需要更大的驱动力，相变需要很大的过冷（热）度。 -
第16题：
固态相变应力：铸件由于固态相变，各部分体积发生不均衡变化而引起的应力。
正确答案:正确 -
第17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18题：
问答题试分析应变能及表面能对固态相变热力学、动力学及新相形状的影响。正确答案： 物质的表面具有表面张力σ，在恒温恒压下可逆地增大表面积dA，则需功σdA，因为所需的功等于物系自由能的增加，且这一增加是由于物系的表面积增大所致，故称为表面自由能或表面能。应变能和表面能可以影响相变驱动力的大小，和新相的形状。解析： 暂无解析 -
第19题：
问答题简述固态相变长大机制？正确答案： 跃迁于新相上原子的有两种情况：
（1）新相和母相有相同的化学组成，那么控制生长速率的过程将是原子由母相穿过界面跃迁于新相上的短扩散过程。属于界面控制长大机制。
（2）新相和母相具有不同的化学组成，则新相生长不仅需要原子穿越相界面这一环节，同时还涉及有关组分在母相中的长程扩散。此时新相的生长速度将取决于两者中较慢的环节，而多数情况为受控于长程扩散。属于扩散控制机制。解析： 暂无解析 -
第20题：
判断题根据相变动力学理论，液态原子变成固态原子必须克服界面能。A对
B错
正确答案： 错解析： 暂无解析 -
第21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22题：
问答题简述固态相变过程中界面应变能产生的原因。正确答案： 新相和母相的比容不同，新相形成时的体积变化将受到周围母相的约束而产生弹性应变。两项界面不匹配也引起弹性应变能，以共格界面为最大，半共格次之，非共格为0.解析： 暂无解析 -
第23题：
问答题简述原子迁移对固态相变的影响。正确答案： 固态变相中，当新相和母相的化学成分不同时，相变必须通过原子的迁移扩散才能完成，此时固态扩散成为相变的控制因素。固态金属中原子的扩散系数，即使在熔点附近也仅为液态的十万分之一，所以固态相变的转变速率很慢，可以有很大的过冷度。随着相变温度降低，过冷度增大，相变驱动力增大，形核率增高，相变速度加快；但当过冷度增大到一定程度，扩散成为相变的决定性因素，进一步增大过冷度，反而使得相变速度减小，甚至使原来的高温相变被抑制，产生无扩散相变。例如，共析钢从奥氏体平衡冷却获得珠光体组织属扩散型相变，但在快速冷却（如水冷）条件下发生无扩散相变则得到亚稳的马氏体组织。解析： 暂无解析