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材料科学
题目

纯金属只有在负温度梯度条件下才会出现树枝晶生长。A. 正确B. 错误

纯金属只有在负温度梯度条件下才会出现树枝晶生长。

A. 正确

B. 错误

题目解答

答案

A. 正确

解析

考查要点:本题主要考查金属凝固过程中树枝晶生长的条件,特别是温度梯度对晶体生长形态的影响。

解题核心思路:

  1. 温度梯度的定义:温度梯度是温度在空间上的变化率,正温度梯度指温度从高温区向低温区递减,负温度梯度则相反。
  2. 树枝晶的形成机制:树枝晶的生长需要液相中溶质或热量的扩散驱动,而负温度梯度(液相温度高于固相)能促进这种扩散,形成树枝状结构。
  3. 纯金属的特殊性:纯金属不含溶质,但负温度梯度仍可通过热扩散促进树枝晶的形成,而正温度梯度可能导致平界面生长。

破题关键点:

  • 明确“纯金属”与“温度梯度”的关系:纯金属的树枝晶生长依赖于负温度梯度,正温度梯度无法满足其生长条件。

关键概念:

  • 负温度梯度:液相温度高于固相,形成温度差,促进液相中热量或溶质的扩散。
  • 树枝晶生长:通过扩散形成的树枝状晶体结构,通常需要一定的温度梯度驱动。

逻辑分析:

  1. 纯金属的凝固特点:纯金属不含溶质,其凝固过程主要受热传导影响。
  2. 负温度梯度的作用:
    • 液相温度高于固相,固相吸收热量后熔化,形成局部过热区域。
    • 过热区域的液相优先凝固,形成树枝状分支结构。
  3. 正温度梯度的限制:
    • 液相温度低于固相,热量无法有效扩散,难以形成树枝晶。
    • 更可能形成平界面或等轴晶。

结论:
纯金属的树枝晶生长必须依赖负温度梯度条件,因此题目表述正确。

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