文档介绍：材料的凝固(结晶)实验

实验教学课时:2小时

教学要求(分别掌握、熟悉、了解三个层次)
教学要求:

(结晶)的热力学条件、结晶的过冷现象、结晶过程。

、理解非均匀形核的条件。

、粗糙界面、光滑界面的概念。

;理解晶体长大的动力学条件。

。

、伪共晶、离异共晶的概念。

。

实验教学目的:通过实验深刻理解异质成核在实际材料结晶过程中的重要性,掌握从过饱和溶液中结晶晶体的实验方法。
实验教学内容(注明:重点、难点及疑点)
(1)从明矾的过饱和溶液中结晶明矾石晶体。
(2)从***化铵过饱和溶液中结晶***化铵雪花状晶体。

实验教学过程设计:

第一次实验:(40分钟实验)

从焊接、铸造、单晶制备、区域提纯等工程问题引入、说明凝固理论的重要性。

2
、

从液态金属的结构特征,均匀形核热力学条件讲清结晶形核的必要条件。

3
、

重点讲纯金属均匀形核临界晶核半径、临界形核功推导。简述非均匀形核,讲清差别。

4
、图示讲清形核率与过冷度关系

5
、小结

第二次课:

1
、利用高倍枝晶
SEM
照片,引入晶核长大。

2
、从粗糙界面和光滑界面概念,研究晶核长大机制(微观)
。

3
、从正负温度梯度对结晶长大的影响分析晶核长大形态(宏观)
。

4
、从均晶相图分析引入固溶体合金凝固的溶质再分配。

16
4
、

这部分公式推导多,重在学****方法(树林与树的关系)
,要求学生重点先分清各部分之间的
关系,再进行具体的研究。

5
、

以均晶合金平衡凝固讲清概念。研究一般情况的溶质再分配微分方程与边界条件。方程求
解略讲。要求学生复****微分方程求解。

第三次课:

1
、

讨论一般情况的溶质再分配微分方程,三种情况讨论,重在相互关系,与冷凝速度关系。

2
、

从液态溶质再分配规律和均晶相图引出成分过冷。

3
、

图示推导成分过冷公式,成分过冷极大值。分析实验可控参数及应用。

4
、

图解分析固溶体合金凝固的晶体生长形态。

5
、

讲清共晶合金凝固的组织形态与固液界面的关系。

6
、

利用凝固理论分析铸件结晶组织三个区的形成及特点,分析凝固条件对铸锭组织与缺陷的
影响,组织控制技术。
(内容过多,约差一节课,后移)

7
、

利用凝固理论分析凝固技术应用,重在原理分析,扩展视野,区域提纯技术讲清原理和溶
液质分布方程,推导略提示。

8
、

小结

教学方法及手段:

1
、多媒体,传统板书。

讨论、作业:

正立方体均匀形核临界晶核半径、临界形核功推导。

参考资料: