题目
金属结晶过程中( ):A. 临界晶核半径越大,形核越易;B. 临界晶核形成功越大,形核越易;C. 过冷度[1]越大,形核越易;D. 均质形核比非均质形核容易。
金属结晶过程中( ):
A. 临界晶核半径越大,形核越易;
B. 临界晶核形成功越大,形核越易;
C. 过冷度[1]越大,形核越易;
D. 均质形核比非均质形核容易。
题目解答
答案
C. 过冷度[1]越大,形核越易;
解析
本题考查金属结晶过程中形核条件的影响因素,核心在于理解过冷度、临界晶核半径及形成功之间的关系。关键点在于:
- 过冷度(实际温度与理论凝固温度的差值)越大,液体偏离平衡态越严重,形核驱动力越大,形核越容易。
- 临界晶核半径和临界形成功均与过冷度负相关:过冷度越大,临界晶核半径减小,形成功降低,形核更易发生。
- 均质形核需克服较高表面能,而非均质形核借助异质颗粒降低形核难度,因此非均质形核更容易。
选项分析
A. 临界晶核半径越大,形核越易
错误。临界晶核半径越大,形核所需能量越高,形核难度增加。过冷度越大,临界晶核半径反而减小,形核更易。
B. 临界晶核形成功越大,形核越易
错误。临界形成功是克服表面能所需的最小能量,形成功越大,形核越困难。过冷度增大时,形成功降低,形核更容易。
C. 过冷度越大,形核越易
正确。过冷度越大,液体偏离平衡态越严重,形核驱动力(体积自由能差)增大,同时临界晶核半径和形成功减小,整体促进形核。
D. 均质形核比非均质形核容易
错误。均质形核需完全依赖液体内部起伏形成晶核,难度高;非均质形核借助异质颗粒降低表面能,更容易发生。