22春“冶金工程”专业《现代材料测试技术》在线作业含答案参考3

22春“冶金工程”专业《现代材料测试技术》在线作业答案参考1.根据似晶格模型推导高分子溶液的混合熵。

根据似晶格模型推导高分子溶液的混合熵。

根据统计热力学，由N1(溶剂分子数)个溶剂小分子和N2(溶质大分子数)个溶质大分子组成的溶液体系的熵为

S=klnΩ

式中，Ω为体系的微观状态数；k为Boltzmann常数，k=R/N0。

由于有了晶格模型，可以把N1个溶剂分子和N2个大分子组成的溶液的微观状态数看做是在总格子数为N(=N1+N2)的格子内放置N1个溶剂分子和N2个大分子的排列方法总数。

若已放入了J个大分子，它占有了XJ个格子。在余下的(N-XJ)个空格中，第J+1个大分子的放置方法数为：

第一个链段可以放置于(N-XJ)空格中的任何一个格子里，显然它的放置方法数为(N-XJ)；第二个链段只能放置在第一个链段相邻的空格中，如果晶格的配位数是Z(即周围有Z个位置)，而第一个链段邻近的空格数不一定是Z，因为有些位置可能已经被先放进的高分子链段所占据了。但是如果高分子链段在溶液中是均匀分布的，第一个链段邻近的空格为Z(N-XJ-1)/N，所以：

第二个链段的放置方法数为Z(N-XJ-1)/N。

第三个链段的放置方法数为(Z-1)(N-XJ-2)/N；

第四个链段的放置方法数为(Z-1)(N-XJ-3)/N；

第五个链段的放置方法数为(Z-1)(N-XJ-4)/N；

第J+1个大分子在晶格中的总放置方法数为X个链段放置方法数的乘积：

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个高分子在N个格子中的放置方法总数为：

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

当N2个高分子占据了XN2个格子后，N1个溶剂分子在N1个空格中的排列方式就只剩下1种了，所以整个溶液体系的熵为：

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])

这个熵是由N1个溶剂分子和N2个大分子混合后的熵，至于混合前的熵则由两部分组成。

(1)溶剂的熵

由于纯溶剂只有一种微观状态，其熵为零。

(2)大分子的熵选择高聚物的解取向态为高聚物溶解前的微观状态，其熵相当于上式中N1为零的情况：

S大分子=kN2{lnX+(X-1)ln[(Z-1)/e])

那么溶液的混合熵为

ΔSm=S溶液-(S溶剂+S大分子)

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

=-k[N1lnφ1+N2lnφ2]=-R[n1lnφ1+n2lnφ2]

2.分析单晶体拉伸时所发生的转动方向，说明原因。

分析单晶体拉伸时所发生的转动方向，说明原因。

3.激发限与吸收限是一回事，只是从不同角度看问题。()

A.正确

B.错误

参考答案：A

4.什么是塑性?在拉伸试验中衡量塑性的指标有哪些?

参考答案：塑性是指材料在载荷作用下发生永久变形而又不破坏其完整性的能力。拉伸试验中衡量塑性的指标有延伸率和断面收缩率。

5.把透镜像平面允许的轴向偏差定义为()。

A.球差

B.景深

C.焦深

参考答案：B

6.具有fcc结构晶体的(100)、(110)、(111)、(200)、(210)、(311)对应的倒易点在衍射时都有可能落在反射球面上，而晶面()将出现反射。

A.(311)

B.(200)

C.(210)

D.A和B

参考答案：D

7.熔焊焊缝冶金过程对焊接质量有何影响?试说明其原因。

熔焊焊缝冶金过程对焊接质量有何影响?试说明其原因。

正确答案：熔焊焊缝冶金过程中不加注意或保护会导致合金元素的烧损或形成有害杂质化学成分不均匀且易产生气孔或夹渣影响焊接质量。原因略。

熔焊焊缝冶金过程中不加注意或保护,会导致合金元素的烧损或形成有害杂质,化学成分不均匀,且易产生气孔或夹渣,影响焊接质量。原因略。

8.(2011年高考题)用于制作刀刃细薄的低速切削刀具的合金工具钢是____。A．W18Cr4VB．5CrMnMOC．4Cr9Si2

(2011年高考题)用于制作刀刃细薄的低速切削刀具的合金工具钢是____。

A．W18Cr4V

B．5CrMnMO

C．4Cr9Si2

D．9SiCr

正确答案：D

9.表示原子在晶体中排列规律的____叫晶格。能够完整反映晶格特征的____叫晶胞。

表示原子在晶体中排列规律的____叫晶格。能够完整反映晶格特征的____叫晶胞。

正确答案：空间格架最小几何单元

空间格架最小几何单元

10.不论是二元合金还是三元合金，发生三相平衡共晶转变时，液相的成分都是固定不变的。

不论是二元合金还是三元合金，发生三相平衡共晶转变时，液相的成分都是固定不变的。

错误三元合金发生三相平衡共晶转变时，液相的成分随温度而变化。

11.A1203陶瓷可用作()，SiC陶瓷可用作()。A．气缸B．叶片C．火花塞D．高温模具

A1203陶瓷可用作(

)，SiC陶瓷可用作(

)。

A．气缸

B．叶片

C．火花塞

D．高温模具

C$B

12.背散射电子像和吸收电子像都可以显示样品的元素分布状态。()

A.正确

B.错误

参考答案：A

13.汽车板簧应选用()材料。A．45钢B．60Si2Mn钢C．2Cr13钢D．Q345(16Mn)钢

汽车板簧应选用()材料。

A．45钢

B．60Si2Mn钢

C．2Cr13钢

D．Q345(16Mn)钢

正确答案：B

14.灰铸铁组织由金属基体和在基体中分布的____组成。

灰铸铁组织由金属基体和在基体中分布的____组成。

正确答案：片状石墨

片状石墨

15.制造家用液化气罐(煤气罐)所使用钢是()。A．08FB．35CrC．Q195D．65Mn

制造家用液化气罐(煤气罐)所使用钢是()。

A．08F

B．35Cr

C．Q195

D．65Mn

正确答案：A

16.钢(如45)正火后钢获得的组织为()。A．SB．MC．B上D．T

钢(如45)正火后钢获得的组织为()。

A．S

B．M

C．B上

D．T

正确答案：A

17.普通铸铁的力学性能，主要取决于基体组织类型。()

普通铸铁的力学性能，主要取决于基体组织类型。(

)

错误

18.在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子叫做()。

A.二次电子

B.背散射电子

C.俄歇电子

参考答案：A

19.试用经典形核理论计算在固态相变中，由n个原子构成立方体晶核时，新相的形状系数η。

试用经典形核理论计算在固态相变中，由n个原子构成立方体晶核时，新相的形状系数η。

按经典形核理论，固态相变时，系统的自由能变化为：

△G=n△GV+Sγ+nEs式中

△GV——新旧两相每个原子的自由能差；

S——晶核表面面积；

γ——平均界面能；

Es——晶核中每个原子的应变能；

n——晶核中的原子数。

假设新相的密度为ρ，相对原子质量为Ar，则每克原子新相物质所占容积为Ar/10；每个新相原子所占的容积为Ar/(ρN0)；n个原子的晶核体积为nAr/(ρN0)。

若构成立方体晶核，其边长为[nAr/(ρN0)]1/3，晶核表面积为6[nAr/(ρN0)]2/3。