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1、Ch3 凝固 作业共5题1.已已知知纯纯铜铜的的熔熔化化潜潜热热为为1.88109J/m2，熔熔点点为为1089，点点阵阵常常数数为为3.4167，发发生生均均匀匀形形核核过过冷冷度度为为230K，SL=1.44 10-1J/m2。求求铜铜的的临临界界晶晶核核半半径径rk及临界晶核中所含的铜原子数。及临界晶核中所含的铜原子数。2.已知锌的熔点为已知锌的熔点为419，其结晶潜热为，其结晶潜热为7108J/m3,液固界面能液固界面能=0.06J/m2，锌的原子量为锌的原子量为65.4，密度为，密度为7.18g/cm3，试计算锌在试计算锌在350结晶后的临界晶核结晶后的临界晶核半径，并说明晶核内有多
2、少个锌原子？半径，并说明晶核内有多少个锌原子？3.（1）已知液态纯镍在）已知液态纯镍在1.03 105Pa（大气压）大气压），过冷度为，过冷度为319K时发生均匀形核。设临界晶时发生均匀形核。设临界晶核半径为核半径为1nm，纯镍的熔点为纯镍的熔点为1726K，熔化热熔化热 Hm=18075J/mol，摩尔体积摩尔体积Vs=6.6cm3/mol，计算纯镍的液计算纯镍的液-固界面能和固界面能和临界形核功。临界形核功。（2）若要在）若要在1726K发生均匀形核，需将大气发生均匀形核，需将大气压增加到多少？已知凝固时体积变化压增加到多少？已知凝固时体积变化 V=-0.26cm3/mol（1J=9.8
3、105cm3Pa)。4.纯金属的均匀形核率可以用下式表示：纯金属的均匀形核率可以用下式表示：式中式中A 35，exp（-Q/kT)10-2，G为临界形为临界形核功核功（1）假设）假设 T分别为分别为293K和和473K，界面能界面能=2 10-5J/cm3，熔化热熔化热Hm=12600J/mol，熔点熔点Tm=1000K，摩尔体积摩尔体积Vs=6cm3/mol，试计算均匀试计算均匀形核率形核率 。（2）若为非均匀形核，晶核与杂质的接触角若为非均匀形核，晶核与杂质的接触角=60o，则则 如何变化？如何变化？（3）导出）导出rk与与T的关系式，计算的关系式，计算rk=1nm时的时的 T/Tm。5.若若在在液液态态金金属属中中以以非非均均匀匀方方式式形形成成半半径径为为 的的球球冠冠形形晶晶核核，试试证证明明 与与临临界界晶晶核核体积之间有体积之间有：关系关系。