题目
设凝固后期枝晶间液体相互隔绝,液膜两侧晶粒的拉应力为 1.5 X103Mpa,液膜厚度为1.1 X 10-6mm,根据液膜理论计算产生热裂的液态 金属临界表面张力。
设凝固后期枝晶间液体相互隔绝,液膜两侧晶粒的拉应力为 1.5 X103Mpa,液膜厚度为1.1 X 10-6mm,根据液膜理论计算产生热裂的液态 金属临界表面张力。
题目解答
答案
答:二=f T/2=0.825N/m
解析
考查要点:本题主要考查液膜理论在热裂临界表面张力计算中的应用,涉及拉应力、液膜厚度与表面张力的关系。
解题核心思路:
根据液膜理论,热裂发生时,液膜的临界表面张力需平衡拉应力的作用。关键公式为:
$\gamma = \frac{\sigma \cdot \delta}{2}$
其中,$\sigma$为拉应力,$\delta$为液膜厚度。需注意单位换算,确保计算一致性。
破题关键点:
- 单位统一:将拉应力从MPa转换为Pa,液膜厚度从mm转换为m。
- 公式代入:直接代入公式计算临界表面张力。
步骤1:单位换算
- 拉应力:$\sigma = 1.5 \times 10^3 \, \text{MPa} = 1.5 \times 10^3 \times 10^6 \, \text{Pa} = 1.5 \times 10^9 \, \text{N/m}^2$
- 液膜厚度:$\delta = 1.1 \times 10^{-6} \, \text{mm} = 1.1 \times 10^{-6} \times 10^{-3} \, \text{m} = 1.1 \times 10^{-9} \, \text{m}$
步骤2:代入公式
根据液膜理论公式:
$\gamma = \frac{\sigma \cdot \delta}{2}$
代入数据:
$\gamma = \frac{1.5 \times 10^9 \, \text{N/m}^2 \cdot 1.1 \times 10^{-9} \, \text{m}}{2}$
步骤3:计算结果
分子部分:
$1.5 \times 1.1 = 1.65$
指数部分:
$10^9 \times 10^{-9} = 10^0 = 1$
因此:
$\gamma = \frac{1.65 \, \text{N/m}}{2} = 0.825 \, \text{N/m}$