结构推理 下表是在不同温度下保温晶粒长大实验所测得的数据,如果忽略了晶粒开始长大时的尺寸,问晶粒界移动速度是否和驱动力成正比。求出晶界迁移的激活能。 保温时间/h0.250.512 平均晶粒尺寸/475℃1.11.52.13.0 500℃1.62.23.24.5 600℃2.83.95.57.8 650℃3.34.76.69.4
【正确答案】解:如果忽略了晶粒开始长大时的尺寸,晶粒界移动速度和驱动力成正比时,晶粒长大的等温动力学方程是 式中,为晶粒平均直径;在恒温下,K是常数,但它是温度的函数:K = Bexp(-Q/RT),Q是晶界移动激活能。为了验证晶粒界移动速度是否和驱动力成正比,把上式写成 式中,。如果求得n为0.5,则说明晶粒界移动速度是和驱动力成正比。两端取对数,得 把给出的数据换成对数,得 2.713.404.094.79 平均晶粒尺寸/475℃-6.81-6.50-6.16-5.81 500℃-6.44-6.12-5.74-5.40 600℃-5.88-5.55-5.20-4.85 650℃-5.71-5.36-5.02-4.67 对4个温度的与lnt画图,如图所示。对数据进行线性回归,获得各个温度下的n值列于下表。 475500600650 0.001340.001300.001150.00108 -8.126-7.817-7.23-7.06 n0.4820.5050.4960.499 从表看出,求得各个温度下的n值都非常接近0.5,说明晶界移动速度和驱动力成正比。因为,现在,即。而,即。把这个式子两端取对数,得 把与1/T的数据也列于上表,作图,如图所示。对数据进行线性回归,得斜率为 -4010,相关系数为0.988。因为斜率等于-Q/2R,故晶界移动激活能Q为
【答案解析】