描述液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)，指出與固態(tài)金屬結(jié)構(gòu)的差異。這種短程有序是不穩(wěn)定的，表現(xiàn)為：在一定時間內(nèi)液體中可能出現(xiàn)一些原子呈規(guī)則排列的微體積，經(jīng)過一段時間之后，它們就消散。同時，在液體的另外一些微體積中又會形成原子的規(guī)則排列。這一過程可以不斷重復進行。隨著溫度的下降，短程有序的程度和微觀體積的尺寸增大。與固態(tài)結(jié)構(gòu)的差異：(1)液體中原子之間的平均距離比固體中略大；(2)液體中原子的配位數(shù)比密排結(jié)構(gòu)晶體的配位數(shù)小。

何謂過冷。推導過冷的熱力學條件。金屬開始凝固的溫度Tn低于其熔點Tm，這種現(xiàn)象叫做過冷。推導見上交版《材料科學基礎(chǔ)》第六章第三節(jié)。

金屬凝固過程包括哪兩個基本過程。包括形核和長大兩個過程。

指出形核過程的驅(qū)動力和阻力分別是什么，比較均勻形核和非均勻形核的臨界形核功大小和形核率的大小，說明造成兩者差異的原因。形核過程的驅(qū)動力是體積自由能的下降，阻力是面積自由能的上升。非均勻形核的臨界形核功小于均勻形核，非均勻形核的形核率大于均勻形核。這是因為在非均勻形核時阻力小于均勻形核所致。

何謂正溫度梯度和負溫度梯度。何謂粗糙界面和光滑界面。正溫度梯度有dT/dx>0關(guān)系，即離開界面越遠，液體的溫度越高。負溫度梯度正好相反。粗糙界面：界面上有一半位置為原子占據(jù)，一半為空位。界面在微觀范圍是粗糙的，高低不平。界面由幾個原子厚的過渡層組成。這種微觀上粗糙的界面在宏觀上是平直的。簡述三種長大機制。分析金屬和非金屬在正或負溫度梯度下分別以何種機制長大，及其對固體形貌的影響。三種長大機制：垂直長大機制、二維形核長大機制、螺旋長大機制。金屬在正、負溫度梯度下都以垂直長大機制長大，在正溫度梯度下以平面方式長大，長成等軸晶，在負溫度梯度下以樹枝晶方式長大，長成樹枝晶。非金屬在正、負溫度梯度下都以二維形核機制和螺旋機制長大，在正溫度梯度下以平面方式長大，長成等軸晶；在負溫度梯度下有樹枝晶的傾向，但是不明顯。簡述影響金屬凝固后晶粒尺寸的因素。在金屬凝固過程中，采用哪些措施可以使凝固后的晶粒細小。形核率和長大速度影響凝固后的晶粒尺寸。在金屬凝固過程中，通過加快冷卻速度、攪拌、變質(zhì)處理可以細化晶粒。固溶體與純金屬的形核相比，除了需要結(jié)構(gòu)起伏、能量起伏外，還需要什么。還需要成分起伏，因為先凝固的固相成分與液相成分是不同的。何謂平衡分配系數(shù)和有效分配系數(shù)。在某一溫度下，平衡的固相成分與液相成分之比叫平衡分配系數(shù)。固溶體在不平衡凝固過程中，固液界面附近固相成分與遠離界面的液相成分之比叫有效分配系數(shù)。

純金屬凝固為什么需要結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏？因為固相的結(jié)構(gòu)與液相不同，所以凝固時需要結(jié)構(gòu)起伏。在凝固時，具有臨界尺寸的晶胚是可以形核和長大的，但是，此時的形核功大于零，當液相中存在能量起伏時，若在較高能量的液相部分形核，就可以彌補所需的形核功。何謂成分過冷，說明形成成分過冷的條件。在不平衡凝固時，由于液相中溶質(zhì)分布不均勻引起的過冷，叫成分過冷。成分過冷形成的條件：

說明偏析產(chǎn)生的原因，指出消除偏析的方法。在不平衡凝固過程中，固相中溶質(zhì)濃度分布不均勻，因而凝固結(jié)束，晶體中產(chǎn)生成分偏析。用擴散退火可以減輕或消除偏析。

為了獲得粗大的柱狀晶，如何控制凝固條件。為了獲得細小的等軸晶，又該