弟八早6-5图6・2是具有多晶转变的某物质的相图，其中DEF线是熔体的蒸发曲线 KE是晶型I的升华曲线；GF是晶型II的升华曲线；JG是晶型III的升华曲线， 冋答下列问题：(1)在图中标明各相的相区，并写出图中各无变量点的相平衡 关系；(2)系统中哪种晶型为稳定相？哪种晶型为介稳相？ (3)各晶型之间的 转变是可逆转变述是不可逆转变？解：(1) KEC为晶型I的相区，EFBC过冷液体的介稳区，AGFB晶型II的介 稳区，JGA晶型III的介稳区，CED是液相区，KED是气相区；(2) 晶型I为稳定相，晶型II、III为介稳相；因为晶型II、III的蒸汽压高于晶 型I的，即它们的自由能较高，有自发转变为自由能较低的晶型I的趋势；(3) 品型I转变为品型II、III是单向的，不可逆的，多品转变点的温度高丁•两 种晶型的熔点；晶型II、IIIZ间的转变是可逆的，双向的，多品转变点温度低于 II、III的熔点23图6-15为生成2个一致熔融二元化合物的三元系统，据图回答下列问题：(1)可将其划 分为几个副三角形？ (2)标出图中各边界及相区界线上温度下降方向3)判断各无变 量点的性质，并写出相平衡关系式。
解：(1)三个副三角形，AAS]S2> AS1S2B> as2cb(2) 如F图所示(3) 无变量点E、E2、E：,都是低共熔点，各向平衡关系式如下：△ASSE% OA + Si+6△SS2BE2% 0B+S1+S2B25根据图6-17回答下列问题：（1）说明化合物S、$的性质；（2）在图中划分副三角形及用箭头指示出各界线的温度下降方向及性质；（3）指出各无变量点的性质并写出各点的 平衡关系；（4）写出1、3组成的熔体的冷却结晶过程；（5）计算熔体1结晶结束时各相百 分含量，若在第三次结晶过程开始前将其急冷却（这时液相凝固成为玻璃相），各相的百 分含量又如何？（用线段表示即可）；（6）加热组成2的三元混合物将于哪一点温度开始 出现液相？在该温度下生成的最大液相量是多少？在什么温度下完全熔融？写出它的加热 过程解：（1） &为一致熔融二元化合物，S2为不一•致熔融化合物2）如图所示⑶E低共熔点LeOC + B+S?R单转熔点Lr+S】oC + S2P2单转熔点％ + A O Si +S2（4） 1组成的熔体的冷却结晶过程液相—「f+CF=2 F=1>P1L+SiF=0> C+S2L消失相:S1+S2M3组成的熔体的冷却结品过程液相门—B.cF=2fLLF=O> B+C+S2 'L消失,固相：3亠＞ B亠S2+B+C（5）熔体1结晶结束时各相百分含量C% = —xlOO%ChSi% 二hS2irx ——xlOO%Chs2% == h^x1CxlOO%S$2 Ch在第三次结晶过程开始前将其急冷却，各相的百分含量液相 % = Hxioo%bRS]% =詩詈1°°%（6）在D点对应的温度开始出现液相，在该温度下出现的最人液相量为:液相％ =在2点对应的温度下完全熔融。
组成2加热过程：固相：2 A+Sl：^f L.g ©消失）逬丁—a $消失）止~ °・A消失p—u 上一1 F=2液相：P2 k P2 ► 226根据图6-18回答下列问题:（I）说明化合物S的熔融性质，并分析相图中各界线上温度变化的方向以及界线和无变量点的性质；（2）写出组成点为1、2、3及4各熔体的冷却结晶 过程；（3）分别将组成为5和组成为6的物系，在平衡的条件下加热到完全熔融，说明其固 液相组成的变化途径解：（1）化合物S为不一致熔融三元化合物；PE、P2E均为共熔界线，PR为转熔界线；无变 量点E为低共熔点，R、P?均为单转熔点2）组成点为1的熔体的冷却结晶过程：液相L ―气丄二^F=2 F=1C L+A——C+S>P1If=0 L 消失相:A+S>bA+C+S组成点为2的熔体的冷却结品过程:液相：2L A, £ L—>A+SF=2 F=1「L —► A+SA+B>P2rL+A —► B+S =< F=0 L、A消失丿相:B+S（3）纽成为5物系的熔融过程:固相:5 A+B；「L. i(s消失)A+f Ke消失)A二L •企消失2液相：P2 卩2组成为6物系的熔融过程:固相:C+S —► LF=1•C （S消失）»C消失液相：jC f LF=2第七章7-7 Zn2 +在ZnS中扩散时，563°C时的扩散系数为3X10-4cm2/s； 450°C时的扩散系数为 1. OX 10-4cm2/s,求：(1)扩 散活化能和D0； (2) 750°C时的扩散系数；(3)根据你对结构 的了解，请从运动的观点和缺陷的产生来推断活化能的含义；(4) 根据ZnS和ZnO相互类似，预测D随硫的分压而变化的关系。
解:(1)由 D=D0exp(-Q/RT)得 Q二48856J/mol, DO二3X10 — 15cm2/s；(2)把 T=1023K 代入中可得 D0=9. 6X10-4cm2/s；7-9在某种材料中，某种粒子的晶界扩散系数与体积扩散系数分 别为 Dgb = 2. 00X10-10exp (-19100/RT) cm2/s 和 Dv = l. 00X10-4exp (-38200/RT) cm2/s，试求晶界扩散系数和体积扩 散系数分别在什么温度范围内占优势？解：当晶界扩散系数占优势时有Dgb>Dv,即2. 00X10-10 exp(-19100/RT) >1.00X10-4exp (-38200/RT),所以有 T<1455.6K；当T>1455. 6K时体积扩散系数占优势7-14试从结构和能量的观点解释为什么D表面〉D晶面〉D晶内 解：固体表面质点在表面力作用下，导致表面质点的极化、变形、 重排并引起原来的晶格畸变，表面结构不同于内部，并使表面处 于较高的能量状态晶体的内部质点排列有周期性，每个质点力 场是对称的，质点在表面迁移所需活化能较晶体内部小，则相应 的扩散系数大同理，晶界上质点排列方式不同于内部，排列混 乱，存在着空位、位错等缺陷，使之处于应力畸变状态，具有较 高能量，质点在晶界迁移所需的活化能较晶内小，扩散系数大。
但晶界上质点与晶体内部相比，由于晶界上质点受两个晶粒作用 达到平衡态，处于某种过渡的排列方式，其能量较晶体表面质点 低，质点迁移阻力较大因而D晶界〈D表面第九章答案9-2什么叫相变？按照相变机理来划分，可分为哪些相变？ 解：相变是物质系统不同相之间的相互转变按相变机理来分， 可以分为扩散型相变和非扩散型相变和半扩散型相变依靠原子 或离子长距离扩散进行的相变叫扩散型相变非扩散型型相变指 原子或离子发生移动，但相对位移不超过原子间距9-17图为晶核的半径r与AG间的关系，现有不同温度的三条曲 线，请指出哪条温度最高？哪条温度最低？并说明理由X<7»图9-lAG%r关系曲线解：晶核的半径相同时血＞皿沁第十章答案10-1（1） 烧结：粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过 颗粒间的冶金结合以提高其强度2） 烧结温度：坯体在高温作用下，发生一系列物理化学反应，最后显气孔率 接近于零，达到致密程度最大值时，工艺上称此种状态为”烧结”，达到烧结时相 应的温度，称为”烧结温度”3） 泰曼温度：固体晶格开始明显流动的温度，一般在固体熔点（绝对温度） 的2/3处的温度在锻烧吋，固体粒子在塔曼温度之前主要是离子或分子沿晶体 表面迁移，在晶格内部空间扩散（容积扩散）和再结晶。
而在塔曼温度以上，主 要为烧结，结品黏结长大4） 液相烧结：烧结温度高于被烧结体中熔点低的组分从而有液相出现的烧结5） 固相烧结：在固态状态下进行的烧结6） 初次再结晶：初次再结晶是在已发牛蜩性变形的基质中出现新牛的无应变 晶粒的成核和长大过程7） 品粒长大：是指多品体材料在高温保温过程中系统平均品粒尺寸逐步上升 的现象.（8）二次再结品：再结品结束后正常长大被抑制而发生的少数品粒异常长大的 现象10・4什么是烧结过程？烧结过程分为哪三个阶段？各有何特点？解：烧结过程：粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，口的在于通 过颗粒间的粘结结合以提高其强度烧结过程大致可以分为三个界线不十分明显的阶段1） 液相流动与颗粒重排阶段：温度升高，出现足够量液相，固相颗粒在DP 作用下重新排列，颗粒堆积更紧密；（2） 固相溶解与再析出：接触点处高的局部应力?須•性变形和蠕变?颗粒进一步 重排；（3） I古I相的的烧结：小颗粒接触点处被溶解较大颗粒或自由表而沉积品粒长大 形状变化不断重排而致密化。