22春“冶金工程”專業(yè)《現(xiàn)代材料測(cè)試技術(shù)》在線作業(yè)答案參考1.根據(jù)似晶格模型推導(dǎo)高分子溶液的混合熵。

根據(jù)似晶格模型推導(dǎo)高分子溶液的混合熵。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)，由N1(溶劑分子數(shù))個(gè)溶劑小分子和N2(溶質(zhì)大分子數(shù))個(gè)溶質(zhì)大分子組成的溶液體系的熵為

S=klnΩ

式中，Ω為體系的微觀狀態(tài)數(shù)；k為Boltzmann常數(shù)，k=R/N0。

由于有了晶格模型，可以把N1個(gè)溶劑分子和N2個(gè)大分子組成的溶液的微觀狀態(tài)數(shù)看做是在總格子數(shù)為N(=N1+N2)的格子內(nèi)放置N1個(gè)溶劑分子和N2個(gè)大分子的排列方法總數(shù)。

若已放入了J個(gè)大分子，它占有了XJ個(gè)格子。在余下的(N-XJ)個(gè)空格中，第J+1個(gè)大分子的放置方法數(shù)為：

第一個(gè)鏈段可以放置于(N-XJ)空格中的任何一個(gè)格子里，顯然它的放置方法數(shù)為(N-XJ)；第二個(gè)鏈段只能放置在第一個(gè)鏈段相鄰的空格中，如果晶格的配位數(shù)是Z(即周圍有Z個(gè)位置)，而第一個(gè)鏈段鄰近的空格數(shù)不一定是Z，因?yàn)橛行┪恢每赡芤呀?jīng)被先放進(jìn)的高分子鏈段所占據(jù)了。但是如果高分子鏈段在溶液中是均勻分布的，第一個(gè)鏈段鄰近的空格為Z(N-XJ-1)/N，所以：

第二個(gè)鏈段的放置方法數(shù)為Z(N-XJ-1)/N。

第三個(gè)鏈段的放置方法數(shù)為(Z-1)(N-XJ-2)/N；

第四個(gè)鏈段的放置方法數(shù)為(Z-1)(N-XJ-3)/N；

第五個(gè)鏈段的放置方法數(shù)為(Z-1)(N-XJ-4)/N；

第J+1個(gè)大分子在晶格中的總放置方法數(shù)為X個(gè)鏈段放置方法數(shù)的乘積：

WJ+1=(N-XJ)Z[(N-XJ-1)/N](Z-1)[(N-XJ-2)/N]…(Z-1)[(N-XJ-X+1)/N]

=Z(Z-1)X-2(N-XJ)[(N-XJ-1)/N][(N-XJ-2)/N]…[(N-XJ-X+1)/N]

=[(Z-1)X-1/NX-1][(N-XJ)!/(N-XJ-X)!]

(由Z≈Z-1)

N2個(gè)高分子在N個(gè)格子中的放置方法總數(shù)為：

Ω=1/N2!∏WJ+1=1/N2![(Z-1)/N]N2(X-1)[N!/(N-XN2)!]

當(dāng)N2個(gè)高分子占據(jù)了XN2個(gè)格子后，N1個(gè)溶劑分子在N1個(gè)空格中的排列方式就只剩下1種了，所以整個(gè)溶液體系的熵為：

S溶注=klnΩ=k{N2(X-1)ln[(Z-1)/N]+lnN!-lnN2!-ln(N-XN2)!}

利用Stirling公式(lnx!=xlnx-x)

S溶液=-k{N1ln[N1/(N1+XN2)]+N2ln[N2/(N1+XN2)]-N2(X-1)ln[(Z-1)/e])

這個(gè)熵是由N1個(gè)溶劑分子和N2個(gè)大分子混合后的熵，至于混合前的熵則由兩部分組成。

(1)溶劑的熵

由于純?nèi)軇┲挥幸环N微觀狀態(tài)，其熵為零。

(2)大分子的熵選擇高聚物的解取向態(tài)為高聚物溶解前的微觀狀態(tài)，其熵相當(dāng)于上式中N1為零的情況：

S大分子=kN2{lnX+(X-1)ln[(Z-1)/e])

那么溶液的混合熵為

ΔSm=S溶液-(S溶劑+S大分子)

=-k{N1ln[N1/(N1+XN2)]+N2ln[XN2/(N1+XN2)])

=-k[N1lnφ1+N2lnφ2]=-R[n1lnφ1+n2lnφ2]

2.分析單晶體拉伸時(shí)所發(fā)生的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，說(shuō)明原因。

分析單晶體拉伸時(shí)所發(fā)生的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，說(shuō)明原因。

3.激發(fā)限與吸收限是一回事，只是從不同角度看問(wèn)題。()

A.正確

B.錯(cuò)誤

參考答案：A

4.什么是塑性?在拉伸試驗(yàn)中衡量塑性的指標(biāo)有哪些?

參考答案：塑性是指材料在載荷作用下發(fā)生永久變形而又不破壞其完整性的能力。拉伸試驗(yàn)中衡量塑性的指標(biāo)有延伸率和斷面收縮率。

5.把透鏡像平面允許的軸向偏差定義為()。

A.球差

B.景深

C.焦深

參考答案：B

6.具有fcc結(jié)構(gòu)晶體的(100)、(110)、(111)、(200)、(210)、(311)對(duì)應(yīng)的倒易點(diǎn)在衍射時(shí)都有可能落在反射球面上，而晶面()將出現(xiàn)反射。

A.(311)

B.(200)

C.(210)

D.A和B

參考答案：D

7.熔焊焊縫冶金過(guò)程對(duì)焊接質(zhì)量有何影響?試說(shuō)明其原因。

熔焊焊縫冶金過(guò)程對(duì)焊接質(zhì)量有何影響?試說(shuō)明其原因。

正確答案：熔焊焊縫冶金過(guò)程中不加注意或保護(hù)會(huì)導(dǎo)致合金元素的燒損或形成有害雜質(zhì)化學(xué)成分不均勻且易產(chǎn)生氣孔或夾渣影響焊接質(zhì)量。原因略。

熔焊焊縫冶金過(guò)程中不加注意或保護(hù),會(huì)導(dǎo)致合金元素的燒損或形成有害雜質(zhì),化學(xué)成分不均勻,且易產(chǎn)生氣孔或夾渣,影響焊接質(zhì)量。原因略。

8.(2011年高考題)用于制作刀刃細(xì)薄的低速切削刀具的合金工具鋼是____。A．W18Cr4VB．5CrMnMOC．4Cr9Si2

(2011年高考題)用于制作刀刃細(xì)薄的低速切削刀具的合金工具鋼是____。

A．W18Cr4V

B．5CrMnMO

C．4Cr9Si2

D．9SiCr

正確答案：D

9.表示原子在晶體中排列規(guī)律的____叫晶格。能夠完整反映晶格特征的____叫晶胞。

表示原子在晶體中排列規(guī)律的____叫晶格。能夠完整反映晶格特征的____叫晶胞。

正確答案：空間格架最小幾何單元

空間格架最小幾何單元

10.不論是二元合金還是三元合金，發(fā)生三相平衡共晶轉(zhuǎn)變時(shí)，液相的成分都是固定不變的。

不論是二元合金還是三元合金，發(fā)生三相平衡共晶轉(zhuǎn)變時(shí)，液相的成分都是固定不變的。

錯(cuò)誤三元合金發(fā)生三相平衡共晶轉(zhuǎn)變時(shí)，液相的成分隨溫度而變化。

11.A1203陶瓷可用作()，SiC陶瓷可用作()。A．氣缸B．葉片C．火花塞D．高溫模具

A1203陶瓷可用作(

)，SiC陶瓷可用作(

)。

A．氣缸

B．葉片

C．火花塞

D．高溫模具

C$B

12.背散射電子像和吸收電子像都可以顯示樣品的元素分布狀態(tài)。()

A.正確

B.錯(cuò)誤

參考答案：A

13.汽車板簧應(yīng)選用()材料。A．45鋼B．60Si2Mn鋼C．2Cr13鋼D．Q345(16Mn)鋼

汽車板簧應(yīng)選用()材料。

A．45鋼

B．60Si2Mn鋼

C．2Cr13鋼

D．Q345(16Mn)鋼

正確答案：B

14.灰鑄鐵組織由金屬基體和在基體中分布的____組成。

灰鑄鐵組織由金屬基體和在基體中分布的____組成。

正確答案：片狀石墨

片狀石墨

15.制造家用液化氣罐(煤氣罐)所使用鋼是()。A．08FB．35CrC．Q195D．65Mn

制造家用液化氣罐(煤氣罐)所使用鋼是()。

A．08F

B．35Cr

C．Q195

D．65Mn

正確答案：A

16.鋼(如45)正火后鋼獲得的組織為()。A．SB．MC．B上D．T

鋼(如45)正火后鋼獲得的組織為()。

A．S

B．M

C．B上

D．T

正確答案：A

17.普通鑄鐵的力學(xué)性能，主要取決于基體組織類型。()

普通鑄鐵的力學(xué)性能，主要取決于基體組織類型。(

)

錯(cuò)誤

18.在入射電子束作用下被轟擊出來(lái)并離開(kāi)樣品表面的樣品的核外電子叫做()。

A.二次電子

B.背散射電子

C.俄歇電子

參考答案：A

19.試用經(jīng)典形核理論計(jì)算在固態(tài)相變中，由n個(gè)原子構(gòu)成立方體晶核時(shí)，新相的形狀系數(shù)η。

試用經(jīng)典形核理論計(jì)算在固態(tài)相變中，由n個(gè)原子構(gòu)成立方體晶核時(shí)，新相的形狀系數(shù)η。

按經(jīng)典形核理論，固態(tài)相變時(shí)，系統(tǒng)的自由能變化為：

△G=n△GV+Sγ+nEs式中

△GV——新舊兩相每個(gè)原子的自由能差；

S——晶核表面面積；

γ——平均界面能；

Es——晶核中每個(gè)原子的應(yīng)變能；

n——晶核中的原子數(shù)。

假設(shè)新相的密度為ρ，相對(duì)原子質(zhì)量為Ar，則每克原子新相物質(zhì)所占容積為Ar/10；每個(gè)新相原子所占的容積為Ar/(ρN0)；n個(gè)原子的晶核體積為nAr/(ρN0)。

若構(gòu)成立方體晶核，其邊長(zhǎng)為[nAr/(ρN0)]1/3，晶核表面積為6[nAr/(ρN0)]2/3。