材料成型基本原理課后答案
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第一章習題
1 . 液體與固體及氣體比較各有哪些異同點?哪些現象說明金屬的熔化并不是原子間結合力的全部破壞?
答:(1)液體與固體及氣體比較的異同點可用下表說明
(2)金屬的熔化不是并不是原子間結合力的全部破壞可從以下二個方面說明:
① 物質熔化時體積變化、熵變及焓變一般都不大。金屬熔化時典型的體積變化 Vm/V為3%~5%左右,表明液體的原子間距接近于固體,在熔點附近其系統混亂度只是稍大于固體而遠小于氣體的混亂度。
② 金屬熔化潛熱 Hm約為氣化潛熱 Hb的1/15~1/30,表明熔化時其內部原子結合鍵只有部分被破壞。
由此可見,金屬的熔化并不是原子間結合鍵的全部破壞,液體金屬內原子的局域分布仍具有一定的規律性。
2 . 如何理解偶分布函數g(r) 的物理意義?液體的配位數N1 、平均原子間距r1各表示什么?
答:分布函數g(r) 的物理意義:距某一參考粒子r處找到另一個粒子的幾率,換言之,表示離開參考原子(處于坐標原子r=0)距離為r的位置的數密度ρ(r)對于平均數密度ρo(=N/V)的相對偏差。
N1 表示參考原子周圍最近鄰(即第一殼層)原子數。
r1 表示參考原子與其周圍第一配位層各原子的平均原子間距,也表示某液體的平均原子間距。
3. 如何認識液態金屬結構的“長程無序”和“近程有序”?試舉幾個實驗例證說明液態金屬或合金結構的近程有序(包括拓撲短程序和化學短程序)。
答:(1)長程無序是指液體的原子分布相對于周期有序的晶態固體是不規則的,液體結構宏觀上不具備平移、對稱性。
近程有序是指相對于完全無序的氣體,液體中存在著許多不!坝问帯敝木钟蛴行虻脑蛹瘓F
(2)說明液態金屬或合金結構的近程有序的實驗例證
① 偶分布函數的特征
對于氣體,由于其粒子(分子或原子)的統計分布的均勻性,其偶分布函數g(r)在任何位置均相等,呈一條直線g(r)=1。晶態固體因原子以特定方式周期排列,其g(r)以相應的規律呈分立的若干尖銳峰。而液體的g(r)出現若干漸衰的鈍化峰直至幾個原子間距后趨于直線g(r)=1,表明液體存在短程有序的局域范圍,其半徑只有幾個原子間距大小。
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