1、金屬的熔化是從**開始的？為什麼？
答：金屬的熔化是從晶界開始的。由於晶界上原子排列的相對不規則性，具有較高的勢能。
2、何為晶界粘性流動？
答：金屬被加熱到熔點附近，晶界首先開始熔化，晶粒間可出現相對流動，稱為晶界粘性流動。
3、 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並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）金屬的熔化不是並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於固體，在熔點附近其系統混亂度只是稍大於固體而遠小於氣體的混亂度。
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，金屬的熔化並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。
4、金屬的熔化狀態，原子的結合鍵否完全被破壞？
答：金屬的熔化並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。
5、如何認識液態金屬結構的「長程無序」和「近程有序」？
答：長程無序是指液體的原子分布相對於週期有序的晶態固體是不規則的，液體結構巨集觀上不具備平移、對稱性。
近程有序是指相對於完全無序的氣體，液體中存在著許多不停「遊蕩」著的局域有序的原子集團
6、如何理解實際液態金屬結構及其三種「起伏」特徵？
答：理想純金屬是不存在的，即使非常純的實際金屬中總存在著大量雜質原子。實際金屬和合金的液體由大量時聚時散、此起彼伏游動著的原子團簇、空穴所組成，同時也含有各種固態、液態或氣態雜質或化合物，而且還表現出能量、結構及濃度三種起伏特徵，其結構相當複雜。
能量起伏是指液態金屬中處於熱運動的原子能量有高有低，同一原子的能量也在隨時間不停地變化，時高時低的現象。
結構起伏是指液態金屬中大量不停「游動」著的原子團簇不斷地分化組合，由於「能量起伏」，一部分金屬原子（離子）從某個團簇中分化出去，同時又會有另一些原子組合到該團簇中，此起彼伏，不斷發生著這樣的漲落過程，似乎原子團簇本身在「游動」一樣，團簇的尺寸及其內部原子數量都隨時間和空間發生著改變的現象。
濃度起伏是指在多組元液態金屬中，由於同種元素及不同元素之間的原子間結合力存在差別，結合力較強的原子容易聚集在一起，把別的原於排擠到別處，表現為游動原子團簇之間存在著成分差異，而且這種局域成分的不均勻性隨原子熱運動在不時發生著變化的現象。
7、理想純金屬液態結構在熔點以上不高的溫度範圍內有何特點？
答：「長程無序」和「近程有序」
能量起伏、結構起伏
8、實際金屬合金液態結構與理想金屬液態結構有何不同？
答：實際金屬合金液態結構是由各種成分的原子團、游離原子、空穴、裂紋、雜質及氣泡組成的「混濁」液體，除了存在能量起伏、結構起伏外，還存在濃度起伏，
9. 根據牛頓粘性定律說明為動力學粘度η的物理意義，並討論液體粘度η（內摩擦阻力）與液體的原子間結合力之間的關係。
答：物理意義：作用於液體表面的應力τ大小與垂直於該平面方向上的速度梯度dvx/dy的比例係數。
通常液體的粘度表示式為。這裡為bolzmann常數，u為無外力作用時原子之間的結合能（或原子擴散勢壘），c為常數，t為熱力學溫度。根據此式，液體的粘度η隨結合能u按指數關係增加，這可以理解為，液體的原子之間結合力越大，則內摩擦阻力越大，粘度也就越高。
10．過共析鋼液η=0.0049pa﹒s，鋼液的密度為7000kg/m3，表面張力為1500mn/m，加鋁脫氧，生成密度為5400 kg/m3的al2o3 ，如能使al2o3顆粒上浮到鋼液表面就能獲得質量較好的鋼。假如脫氧產物在1524mm深處生成，試確定鋼液脫氧後2min上浮到鋼液表面的al2o3最小顆粒的尺寸。
答： 根據流體力學的斯托克斯公式：，式中：為夾雜物和氣泡的上浮速度，r為氣泡或夾雜的半徑，ρm為液體合金密度，ρb為夾雜或氣泡密度，g為重力加速度。
m11、分析物質表面張力產生的原因以及與物質原子間結合力的關係。
答：表面張力是由於物體在表面上的質點受力不均所造成。由於液體或固體的表面原子受內部的作用力較大，而朝著氣體的方向受力較小，這種受力不均引起表面原子的勢能比內部原子的勢能高。
因此，物體傾向於減小其表面積而產生表面張力。
原子間結合力越大，表面內能越大，表面張力也就越大。但表面張力的影響因素不僅僅只是原子間結合力，與上述論點相反的例子大量存在。研究發現有些熔點高的物質，其表面張力卻比熔點低的物質低，如mg與zn同樣都是二價金屬，mg的熔點為650℃，zn的熔點為420℃，但mg的表面張力為559mn/m；zn的表面張力卻為782mn/m。
此外，還發現金屬的表面張力往往比非金屬大幾十倍，而比鹽類大幾倍。這說明單靠原子間的結合力是不能解釋一切問題的。對於金屬來說，還應當從它具有自由電子這一特性去考慮。
12、表面張力與介面張力有何異同點？介面張力與介面兩側（兩相）質點間結合力的大小有何關係？
答：介面張力與介面自由能的關係相當於表面張力與表面自由能的關係，即介面張力與介面自由能的大小和單位也都相同。表面與介面的差別在於後者泛指兩相之間的交介面，而前者特指液體或固體與氣體之間的交介面，但更嚴格說，應該是指液體或固體與其蒸汽的介面。
廣義上說，物體（液體或固體）與氣相之間的介面能和介面張力為物體的表面能和表面張力。
當兩個相共同組成乙個介面時，其介面張力的大小與介面兩側（兩相）質點間結合力的大小成反比，兩相質點間結合力越大，介面能越小，介面張力就越小；兩相間結合力小，介面張力就大。相反，同一金屬（或合金）液固之間，由於兩者容易結合，介面張力就小。
13、簡述液態金屬的表面張力的實質。
答：質點間的作用力
14、試利用楊氏方程，說明當在固氣表面張力小於液固表面張力時，以下哪種情況會出現？
答：σsg為固—氣介面張力，σls為液—固介面張力，σlg為液—氣介面張力。
θ角由介面張力σsg、σls和σlg決定。當σsg > σls時，此時液體能濕潤固體，θ=0時為絕對濕潤；θ < 90時，固—液是濕潤的，即為（b）圖所示；當σsg < σls時，θ> 90，此時液體不能濕潤固體，即為（c）所示；θ=180時為絕對不濕潤。
所以——（c）會出現
15、試說明附加壓公式：表示的物理意義，並說明為什麼砂型鑄造時，砂型中雖然存在微小縫隙，熔融金屬並不會填充縫隙，鑄件表面仍然是光滑的。
答：表面張力而產生的曲面為球面時，附加壓力與管道半徑成反比。
16、為什麼砂型鑄造澆鑄小鑄件時必須提高澆鑄溫度和壓力？
17．液態金屬的表面張力有哪些影響因素？試總結它們的規律。
答：液態金屬的表面張力的影響因素有：
（1）原子間結合力
原子間結合力越大，表面內能越大，表面張力也就越大。但表面張力的影響因素不僅僅只是原子間結合力，研究發現有些熔點高的物質，其表面張力卻比熔點低的物質低。此外，還發現金屬的表面張力往往比非金屬大幾十倍，而比鹽類大幾倍。
這說明單靠原子間的結合力是不能解釋一切問題的。對於金屬來說，還應當從它具有自由電子這一特性去考慮。
（2）溫度
液態金屬表面張力通常隨溫度公升高而下降，因為原子間距隨溫度公升高而增大。
（3）合金元素或微量雜質元素
合金元素或微量雜質元素對表面張力的影響，主要取決於原子間結合力的改變。向系統中加入削弱原子間結合力的組元，會使表面張力減小，使表面內能降低，這樣，將會使表面張力降低。
合金元素對表面張力的影響還體現在溶質與溶劑原子體積之差。當溶質的原子體積大於溶劑原子體積，由於造成原子排布的畸變而使勢能增加，所以傾向於被排擠到表面，以降低整個系統的能量。這些富集在表面層的元素，由於其本身的原子體積大，表面張力低，從而使整個系統的表面張力降低。
原子體積很小的元素，如o、s、n等，在金屬中容易進入到熔劑的間隙使勢能增加，從而被排擠到金屬表面，成為富集在表面的表面活性物質。由於這些元素的金屬性很弱，自由電子很少，因此表面張力小，同樣使金屬的表面張力降低。
（4）溶質元素的自由電子數目
大凡自由電子數目多的溶質元素，由於其表面雙電層的電荷密度大，從而造成對金屬表面壓力大，而使整個系統的表面張力增加。化合物表面張力之所以較低，就是由於其自由電子較少的緣故。
18． 試述液態金屬充型能力與流動性間的聯絡和區別，並分析合金成分及結晶潛熱對充型能力的影響規律。
答：(1) 液態金屬充滿鑄型型腔，獲得形狀完整、輪廓清晰的鑄件的能力，即液態金屬充填鑄型的能力，簡稱為液態金屬充型能力。液態金屬本身的流動能力稱為「流動性」，是液態金屬的工藝效能之一。
液態金屬的充型能力首先取決於金屬本身的流動能力，同時又受外界條件，如鑄型性質、澆注條件、鑄件結構等因素的影響，是各種因素的綜合反映。
在工程應用及研究中，通常，在相同的條件下（如相同的鑄型性質、澆注系統，以及澆注時控制合金液相同過熱度，等等）澆注各種合金的流動性試樣，以試樣的長度表示該合金的流動性，並以所測得的合金流動性表示合金的充型能力。因此可以認為：合金的流動性是在確定條件下的充型能力。
對於同一種合金，也可以用流動性試樣研究各鑄造工藝因素對其充型能力的影響。
(2) 合金的化學成分決定了結晶溫度範圍，與流動性之間存在一定的規律。一般而言，在流動性曲線上，對應著純金屬、共晶成分和金屬間化合物之處流動性最好，流動性隨著結晶溫度範圍的增大而下降，在結晶溫度範圍最大處流動性最差，也就是說充型能力隨著結晶溫度範圍的增大而越來越差。因為對於純金屬、共晶和金屬間化合物成分的合金，在固定的凝固溫度下，已凝固的固相層由表面逐步向內部推進，固相層內表面比較光滑，對液體的流動阻力小，合金液流動時間長，所以流動性好，充型能力強。
而具有寬結晶溫度範圍的合金在型腔中流動時，斷面上存在著發達的樹枝晶與未凝固的液體相混雜的兩相區，金屬液流動性不好，充型能力差。
(3)對於純金屬、共晶和金屬間化合物成分的合金，在一般的澆注條件下，放出的潛熱越多，凝固過程進行的越慢，流動性越好，充型能力越強；而對於寬結晶溫度範圍的合金，由於潛熱放出15~20%以後，晶粒就連成網路而停止流動，潛熱對充型能力影響不大。但也有例外的情況，由於si晶體結晶潛熱為α-al的4倍以上，al-si合金由於潛熱的影響，最好流動性並不在共晶成分處。
第3章概率複習與小結
姜堰市蔣垛中學朱善巨集 教學目標 通過複習，使學生在具體情景中 1 了解隨機事件發生的不確定性及頻率的穩定性 2 了解概率的某些基本性質和簡單的概率模型 3 會計算一些隨機事件所含的基本事件數及事件發生的概率 4 能運用實驗 計算器 機 模擬估計簡單隨機事件發生的概率 5 培養學生的理性思維能力和辯...
第3章剛體的轉動
一.選擇題 1.飛輪繞定軸作勻速轉動時,飛輪邊緣上任一點的 a 切向加速度為零,法向加速度不為零 b 切向加速度不為零,法向加速度為零 c 切向加速度和法向加速度均為零 d 切向加速度和法向加速度均不為零 2.一飛輪從靜止開始作勻加速轉動時,飛輪邊緣上一點的法向加速度和切向加速度的值怎樣?a 不變,...
金屬學 第1章 金屬及合金的固態結構
第一章 金屬及合金的固態結構 1 純金屬的典型結構模型 麵心立方 fcc 密集六方 hcp 和體心立方 bcc 結構模型。2 合金中的典型結構 1 代位固溶體和有序固溶體 異類原子按任意比例 在一定成分範圍內 統計式的分布在各類結構中各相應晶面上，並處於與主組元相似的正常位置，猶如主組元的一部分原子...