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第八章扩散

一、是非题

1. （）扩散一定从高浓度到低浓度。

2.（）原子扩散的驱动力是化学位梯度。

3．（）菲克第一定律适用于稳定扩散过程。

4. （）菲克第二定律描述的是在扩散过程中某点的浓度随时间的变化率与浓度分布曲线在

该点的二阶导数成正比。

5．（）对扩散常数D0的影响因素主要是扩散激活能。

6．（）菲克第二定律适用于稳定扩散过程。

7. （）对扩散系数D的影响因素主要是温度及扩散激活能。

8.（）菲克第一定律适用于不稳定扩散。

9．（）晶体结构对扩散有一定的影响，在致密度较小的晶体结构中。原子的扩算系数较大。

二、选择题

1. 在扩散系数的热力学关系中，

)

称为扩散系数的热力学因子。在非理想混

合体系中：

当扩散系数的热力学因子＞0时，扩散结果使溶质（） A.发生偏聚 B.浓度不改变 C.浓度趋于均匀

2. 在扩散系数的热力学关系中，

)

称为扩散系数的热力学因子。在非理想混

合体系中：

当扩散系数的热力学因子＜0时，扩散结果使溶质（）

A.发生偏聚

B.浓度不改变

C.浓度趋于均匀

3.原子扩散的驱动力是。

A.组元的浓度梯度

B.组元的化学位梯度

C.扩散的温度

D.扩散的时间

4. 受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散是。

A. 本征扩散

B. 非本征扩散

C. 正扩散

D. 逆扩散

5.由热缺陷所引起的扩散是。

A. 本征扩散

B. 非本征扩散

C. 正扩散

D. 逆扩散

三、名词解释

1.稳定扩散

2.不稳定扩散3负扩散 4. 非本征扩散 5.本征扩散6．扩散通量

四、计算题

1．Zn2+在ZnO 中扩散时，563 ℃时的扩散系数为3×10-14cm2/s; 450 ℃时的扩散系数为

1.0×10-14cm2/s ，求：

(1）扩散的活化能和D0；

(2）750 ℃时的扩散系数。

2.当锌向铜内扩散时，已知在x点处锌的含量为2.5×1017个锌原子/cm3，300 ℃时每分钟每cm2要扩散60个锌原子，求与x点相距2mm处锌原子的浓度。（已知锌在铜内的扩散体系中D0=0.34×10-14m2／s ；Q=18.85kJ／mol

3．在某种材料中，某离子的晶界扩散系数于体积扩散系数分别为Dg＝2.00×10-10exp（－19100/T）和Dv＝2.00×10-4exp（－38200/T）。试求晶界扩散系数和体积扩散系数分别在什么温度范围内占优势？

4.设有一条内径为30mm的厚壁管道，被厚度为0.1mm的铁膜隔开。通过向管子的一端向管内输入氮气，以保持膜片的一侧氮气浓度为1200mol/m3，而另一侧的氮气浓度为100mol/m3。如在700℃下侧的通过管道的氮气流量为2.8×10-4mol/L, 求此时氮气在铁中的扩散系数。

5.在恒定源条件下820 ℃时，钢经1小时的渗碳，可得到一定厚度的表面渗碳层，若在同

样条件下，要得到两倍厚度的渗碳层需要几个小时 ?

6．碳在γ-Fe中扩散，D0＝2.0×10－5m2/s，Q＝140×103J/mol，求碳在γ-Fe中927℃时的扩散系数。并计算为了得到与927℃渗碳10h相同厚度的渗碳层，在870℃渗碳需要多长时间？

7.在不稳定扩散条件下820℃时，在钢中渗碳100 min可得到合适厚度的渗碳层，若在1000℃时要得到同样厚度的渗碳层，需要多少时间（D0=2.4×10-12m2／s ；D1000℃=3×10-11m2／s ）?

8. 实验测的不同温度下碳在钛中的扩散系数分别为2×10-9cm2/s(736℃) 、

5×10-9cm2/s(782℃) 、1.3×10-8cm2/s(838℃)。（8分）

(a) 请判断该实验结果是否符合

(b) 请计算扩散活化能（J/mol ℃），并求出在500 ℃时碳的扩散系数。

9. 已知Al-Cu合金（w Cu＝0.04）中的析出反应受扩散所控制，铜在铝中的扩散激活能Q＝

136×103J/mol。如果为了达到最高硬度，在150℃进行时效需要10h，问在100℃时效需要多长时间？已知R＝8.31J/(mol·K)。

天喻数据防扩散系统—InteKEY

天喻数据防扩散系统—InteKEY 详细介绍天喻数据防扩散系统InteKEY旨在对企业中重要的产品设计及文档数据提供有效的保护，在技术上采用先进的加密算法对指定的文件数据进行加密，密钥及核心算法存放于硬件智能卡内，不可跟踪及复制。加密后的文件在企业内部可以正常使用，在企业外部则由于不能获得文件的密钥，无法解析文件的加密数据，从而达到对重要数据进行保护的目的。 ?数据自动保护整个系统在后台运作，非管理员感觉不到系统的存在。我们承诺：我们的系统安装后不改变设计人员任何操作习惯，不会改变任何操作界面及操作方式。且文件始终以密文形式存储在物理介质上，从而能够有效的防止企业内部信息的流失。 ?软硬件相结合的高度安全加密机制本系统采用国际上先进的加密算法，结合目前流行的硬件智能卡技术：将核心算法和密钥存放在用于银行系统的智能卡中，智能卡就象一个黑盒子，您只能执行它的程序，但不能跟踪里面的代码，并且物理上不可复制，确保安全。在安全性方面采用三层加密体系：首先是外部存储层，基于智能卡的密钥存储机制，难以获取；然后是传输层，基于3DES的加密传输机制，难以破解；最后是数据加密层，支持高级加密标准算法AES算法，具有较高的加密强度，使任何暴力攻击措施都是徒劳的。 ?用户组织角色管理及多级权限控制以用户为单位，以部门角色为组织核心进行企业环境架设：可按照部门组织结构进行分级管理，支持批量用户导入。灵活的角色权限分配，完善的特定权限架构，合理的涵盖用户组织角色定制，审批流程设置，加解密，计算机管理，日志管理等各项管理操作权限。 ?支持与域用户集成支持导入活动目录用户和组织结构，并同步活动目录用户组织信息。用户使用管理、解密和流程应用工具登录时支持与活动目录登录验证绑定。 ?强大的计算机管理功能在控制台上可对每台客户机的加密功能进行订制，以客户机的硬件号为唯一标识，可以支持动态分配的IP。可以对客户机进行加密软件种类、安全项、联网离线策略分配等应用功能的配置，支持批量和按部门下发，并可完成计算机加密更新，连接，卸载等操作。

第八章习题解答

第八章习题解答第一节渣相的作用与形成填空： 1. 熔渣对于焊接、合金熔炼过程的主要作用有机械保护作用、冶金处理作用和改善成形工艺性能作用。熔渣也有不利的作用，如强氧化性熔渣可以使液态金属增氧，可以侵蚀炉衬；密度大或熔点过高的熔渣易残留在金属中形成夹渣。 2. 熔渣是多种化合物构成的复杂混合物，按其成分可分为盐型、盐—氧化物型和氧化物型熔渣三类。氧化物型熔渣具有较强的氧化性，一般用于低碳钢、低合金高强钢的焊接。 3. 药皮焊条电弧焊时的熔渣来源于焊条药皮中的造渣剂。酸性焊条药皮中主要采用硅酸盐或钛酸盐作为造渣剂，药皮中含有的少量碳酸盐除了造渣的作用之外与药皮中的有机物作用相同，是用来造气。 4. 碱性焊条又称为低氢型焊条，药皮中不含具有造气功能的有机物而含大量的碳酸盐CaF2，前者在加热分解过程中形成CaO 或MgO 熔渣并放出CO2保护气体，后者除了造渣作用之外，还能减少液态金属中的氢含量。 5. 焊剂按制造方法分类可以分为熔炼焊剂与非熔炼焊剂两大类。熔炼焊剂是将一定比例的各种配料放在炉内熔炼，然后经过水冷粒化、烘干、筛选而制成的。非熔炼焊剂的组成与焊条药皮相似，按烘焙温度不同又分为粘结焊剂与烧结焊剂。 6. 钢铁熔炼熔渣的主要成分为各种金属的氧化物和少量CaF2。采用碱性炉熔炼所形成的熔渣中CaO 含量较多，而酸性炉熔炼所形成的熔渣中SiO2含量较多，两类熔炼炉对应的熔渣中FeO与MnO的含量相差不大。 7. 有色金属熔炼中熔渣主要来源于用于除气、脱氧或去夹杂而添加的熔剂，如铝合金精炼时采用多种氯化盐混合成的低熔点的熔剂。

第二节渣体结构及碱度一、填空 1. 按照熔渣的分子理论的观点，液态熔渣是由自由状态化合物和复合状态化合物的分子所组成，而离子理论的观点认为液态熔渣是由正离子和负离子组成的电中性溶液。 2. 复合化合物就是酸性氧化物和碱性氧化物生成的盐。氧化物的复合是一个放热反应，当温度升高时渣中自由氧化物的浓度增加。 3. 熔渣的离子理论认为液态熔渣是由正离子和负离子组成的电中性溶液， 4. 离子在熔渣中的分布、聚集和相互作用取决于它的综合矩, 综合矩的计算表达式为离子电荷/离子半径。当温度升高时，离子的半径增大，综合矩减小，但它们之间的大小顺序不变。离子的综合矩越大，说明它的静电场越强，与异号离子结合的相互引力越大。 5. 熔渣的碱度定义为熔渣中的碱性氧化物与酸性氧化物浓度的比值。若比值小于1 为酸性渣，比值大于1 为碱性渣。 6. 离子理论把液态熔渣中各种氧化物所对应的自由氧离子的浓度之和定义为碱度，酸性渣与碱性渣的碱度临界值为零。 7. 一般情况下熔渣中的碱性氧化物容易生成自由氧离子，其对应的碱度系数大于零，而酸性氧化物容易捕获熔渣中的自由氧离子，生成复杂阴离子，其对应的碱度系数小于零。二、多项选择 1. 焊接熔渣中常见的酸性氧化物包括：（a、d） a) TiO2；b) FeO ；c) MnO ；d) SiO2 2. 焊接熔渣中常见的碱性氧化物包括：（a、b、c） a) MgO ；b) ZrO ；c) CaO ；d) CaO·SiO2 3. 综合矩最大的正离子是：（c） a) Mn3＋; b) Ti4＋; c) Si4＋; d) Fe2＋

张其土版材料科学基础答案---第八章-相变

3.马氏体相变具有什么特征？它和成核－生成相变有何差别? 解：马氏体相变是替换原子经无扩散切变位移(均匀或不均匀)并由此产生形状改变和表面浮凸、曾不变平面应变特征的一级形核、长大的相变。特征：具有剪切均匀整齐性、不发生原子扩散、相变速度快、相变有一定范围、有很大的切变型弹性应变能。成核－生长过程中存在扩散相变，母相与晶相组成可相同可不同，转变速度较慢，无明显的开始和终了温度。 4. 当一种纯液体过冷到平衡凝固温度（T0）以下时，固相与液相间的自由焓差越来越负。试证明在温度T0附近随温度变化的关系近似地为：，式中?H V<0为凝固潜热。解：由得：在平衡温度时，则在时，,得证。 5.在纯液体平衡凝固温度T0以下，临界相变势垒随温度下降而减小，于是有一个使热起伏活化因子exp为极大值的温度。试证明当T＝T 0/3时，exp有极大植。（提示：利用表达式）

解：由将代入则令则即求y的极值，当时，即此时y有极大值。故当时，exp（）有极大值。 6. 为什么在成核一生长机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变?什么情况下需过冷，什么情况下需过热？解：由热力学公式平衡时得 :相变平衡温度；：相变热温度Ｔ时，系统处于不平衡状态，则，要使相变自发进行，须使，则，即必须使，才能发生相变。对于放热过程如结晶，凝聚，则,，必须过冷。对于吸热过程如蒸发，熔融，则,，必须过热。

7. 何谓均匀成核？何谓不均匀成核？晶核剂对熔体结晶过程的临界晶核半径r * 有何影响? 解：均匀成核——在均匀介质中进行，在整体介质中的核化可能性相同，与界面，缺陷无关非均匀成核——在异相界面上进行，如容器壁，气泡界面或附着于外加物（杂质或晶核剂），使用晶核剂可以降低，因此下降。 8. 如在液相中形成边长为a 的立方体晶核时，求出“临界核胚”立方体边长a *和△G *。为什么立方体的△G * 大于球形△G * ? 设立方体晶核的临界立方体边长a 0，临界自由焓为△G 0，而球形晶核的临界半径为r p ，临界自由焓为△G p ，当晶核为立方体时边长为a ，则当晶核为球形时，半径为r ，则： γ ??236 · a G a G V +=0 12 · 32=+=??γ??a G a a G V V G a ?γ40-=23 23 032 · 46 · 4V V V V G G G G G ?γγ?γ??γ?=-+-=)()(γ π?π? · 4 · 423r G r G V +=0 · 8 · 3 · 3 4 2=+=??γπ?πr G r r G V

第十章胶体分散系统

第十章胶体分散系统一．基本要求 1.了解胶体分散系统的三个基本特性。 2.了解憎液溶胶在动力性质、光学性质和电学性质等方面的特点以及如何应用这些特点对它进行粒度、带电情况等方面进行研究。 3.掌握憎液溶胶在稳定性方面的特点，会判断外加电解质对憎液溶胶稳定性的影响和电解质聚沉能力的大小。 4.了解大分子溶液与憎液溶胶系统的异同点，了解胶体分散系统平均摩尔质量的测定方法。 5.了解纳米技术的基本内容和广泛的应用前景。二．把握讲课要点的建议胶体分散系统以其特有的分散程度、多相不均匀性和热力学不稳定性，使得与一般的分子分散系统或粗分散系统在性质上有很大的不同，主要表现在：动力性质、光学性质和电学性质等方面。不要把憎液溶胶的三个特性与它在动力、光学和电学方面的性质混为一谈。了解憎液溶胶的动力性质、光学性质和电学性质，目的是区别于分子分散系统或粗分散系统，利用这些性质可以对胶粒的大小、形状和带电情况进行研究。大分子溶液与憎液溶胶在组成上完全是两回事，仅仅是因为它们的大小相仿，在粒度效应方面有一点共同之处，才放在一起研究，其实在光学性质、电学性质和受外来电解质影响方面有很大的区别。大分子是由小分子聚合而成的，由于聚合的程度不同，因而分子的大小也不同，所以大分子物质的摩尔质量只能是平均摩尔质量，而且，测定的方法不同，摩尔质量的值也不同。纳米技术目前是许多学科的研究热点，纳米材料的制备较多的是采用溶胶-凝胶法，学好胶体分散系统的性质，对纳米材料的研究有很大的帮助。

三．思考题参考答案 1. 憎液溶胶有哪些特征？答：(1) 特有的分散程度。胶粒的大小一般在1－100 nm之间，所以有动力稳定性强、散射作用明显、不能通过半透膜、渗透压低等特点。 (2) 多相不均匀性。胶团结构复杂，是一个具有相界面的超微不均匀质点。 (3) 热力学不稳定性。由于胶粒小、表面积大、表面能高，有自动聚结降低表面能的趋势。所以要有稳定剂存在，由于带电的溶剂化层存在，可保护胶粒不聚沉。 2. 有稳定剂存在时胶粒优先吸附哪种离子？答：稳定剂一般是略过量的某一反应物。胶核首先吸附与胶核中相同的那个离子。例如，制备AgI 溶胶时，若KI 略过量，胶核优先吸附I- 离子，利用同离子效应保护胶核不被溶解。若稳定剂是另外的电解质，胶核优先吸附的是使自己不被溶解的离子，或转变成溶解度更小的沉淀的离子。一般优先吸附水化作用较弱的阴离子，所以自然界的天然胶粒如泥沙、豆浆、橡胶等都带负电。 3. 当一束会聚光通过溶胶时，站在与入射光线垂直方向的同学，看到光柱的颜色是淡蓝色；而站在入射光180o方向的同学看到的是橙红色，这是为什么？答：站在与入射光线垂直方向（即侧面）的同学，看到的是胶粒的散射光。根据瑞利公式，入射光波长越短，散射光越强。所以，蓝色、紫色光容易散射，散射光呈淡蓝色。而对着入射光看的同学，看到的是透射光。在白光中，波长较短的蓝色、紫色光已被散射，剩下的透射光主要是波长较长的光，所以看到的透射光是橙红色的。 4. 为什么有的烟囱冒出的是黑烟，有的却是青烟？答：有的烟灰粒子很大，属粗分散系统，主要发生光反射和吸收，所以看到的是黑色。这种粒子很快会沉降。而有的灰粒极小，小于可见光波长，主要发生光

第八章细胞信号传导

第八章细胞信号传递第一节概述一、细胞通讯细胞通讯（cell communication）是指一个细胞发出的信息通过介质（配体）传递到另一个细胞并与靶细胞形影的受体相互作用，然后通过细胞信号转导产生胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体的生物学效应的过程。（一）细胞通讯的方式细胞通讯可概括为3种方式：①细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯；②细胞间接触依赖性的通讯（contact-dependent signaling）；③动物相邻细胞间形成间隙连接（gap junction）以及植物细胞间通过胞间连丝使细胞间相互沟通。细胞分泌化学信号的作用方式可分：①内分泌（endocrine）②旁分泌（paracrine）③自分泌（autocrine）④通过化学突触传递神经信号分子（neuronal signaling）。（二）信号分子与受体 1、信号分子信号分子（signal molecule）是细胞的信息载体，种类繁多，包括化学信号以及物理信号。 2、受体受体（receptor）是一种能够识别和选择性地结合某种配体（信号分子）的大分子。根据靶细胞上受体存在的部位，可将受体区分为细胞内受体（intracellular receptor）和细胞表面受体（cell-surface receptor）。细胞内受体位图细胞质基质或核基质中，主要识别和结合小的脂溶性信号分子；细胞表面受体主要识别和结合亲水性信号分子。细胞表面受体分属三大家族：①G蛋白耦联受体（G protein-coupled receptor）；②离子通道耦联受体（ion-channel-coupled receptors，GPCRs）；③酶耦联受体（enzyme-linked receptor）。受体结合特异性配体后被激活，通过信号转导（signal transduction）途径将胞外信号转换为胞内化学或物理信号，引发两种主要的细胞反应：一是细胞内预存蛋白活性或功能的改变，进而影响细胞功能和代谢；二是影响细胞内特殊蛋白的表达量，最常见的方式是通过转录因子的修饰激活或抑制基因表达。 3、第二信使与分子开关 Sutherland及其合作者在20世纪70年代初提出激素作用的第二信使学说（second messenger theory）：胞外化学物质（第一信使）不能进入细胞，它作用于细胞表面受体，而导致产生胞内第二信使，从而激发一系列生化反应，最后产生一定的生理效应，第二信使其信号作用终止。第二信使（second messenger）是指在胞内产生的小分子，其浓度变化应答于胞外信号与细胞表面受体结合，并在细胞信号转导中行使功能。目前公认的第二信使有cAMP、cGMP、三磷酸肌醇（IP3）、二酰甘油（DAG），Ca2+等。细胞内信号传递蛋白质（开关蛋白）可分为两类：一类是GTPase开关蛋白。结合GTP而活化，结合GDP而失活；另一类开关蛋白的活性由激酶使之磷酸化而开启，由磷酸酶使之去磷酸化而关闭。二、信号转导系统及其特征（一）信号转导系统的基本组成与信号蛋白通过细胞表面受体接到的信号途径（signaling pathway）有以下4个步骤组成：①不同形式的胞外信号刺激首先被细胞表面特异性受体所识别；②胞外信号通过适当的分子开关机制实现信号的跨膜转导，产生细胞内第二信使或活化的信号蛋白；③信号放大（signal magnification）；④细胞反应由于受体的脱敏（desensitization）或受体下调（down-regulation），启动反馈机制从而终止或降低细胞反应。从细胞表面到细胞核的信号途径是由细胞内多种不同的信号的那白组成的信号传递链，这条信号蛋白链负责实现上述4个信号传递的主要步骤，除细胞表面受体之外还包括以下各类蛋白质：①转承担白（rely protein）；②信使蛋白（messenger protein）；③接头蛋白（adaptor protein）；④放大和转导蛋白（amplifier and transducer protein）； ⑤传感蛋白（transducer protein）；⑥分歧蛋白（bifurcation protein）；⑦整合蛋白（integrator protein）；⑧潜在基因调控蛋白（latent gene regulatory protein）。（二）细胞内信号蛋白的相互作用细胞内信号蛋白的相互作用是靠蛋白质模式结合域（modular binding domain）所特异性介导的。（三）信号转导系统的主要特征信号转导系统除上述具有特异性、放大作用和信号终止或下调特征之外，细胞对信号的整合也是非常重要的特

材料科学基础(武汉理工大学,张联盟版)课后习题及答案第八章

第八章答案 8-1若由MgO和Al2O3球形颗粒之间的反应生成MgAl2O4是通过产物层的扩散进行的，（1）画出其反应的几何图形，并推导出反应初期的速度方程。（2）若1300℃时D Al3＋＞D Mg2＋，O2－基本不动，那么哪一种离子的扩散控制着MgAl 2O4的生成？为什么？解：（1）假设: a）反应物是半径为R0的等径球粒B，x为产物层厚度。 b）反应物A是扩散相，即A总是包围着B的颗粒，且A，B同产物C是完全接触的，反应自球表面向中心进行。 c）A在产物层中的浓度梯度是线性的，且扩散截面积一定。反应的几何图形如图8-1所示：根据转化率G的定义，得将（1）式代入抛物线方程中，得反应初期的速度方程为：

（2 ）整个反应过程中速度最慢的一步控制产物生成。D小的控制产物生成，即D Mg2+ 小， Mg2+ 扩散慢，整个反应由Mg2+的扩散慢，整个反应由Mg2+的扩散控制。 8-2镍（Ni）在0.1atm的氧气中氧化，测得其质量增量（μg/cm2）如下表：温度时间温度时间 1（h）2（h）3（h）4（h）1（h）2（h）3（h）4（h） 550℃600℃9 17 13 23 15 29 20 36 650℃ 700℃ 29 56 41 75 50 88 65 106 （1）导出合适的反应速度方程；（2）计算其活化能。解：（1）将重量增量平方对时间t作图，如图8-2所示。由图可知，重量增量平方与时间呈抛物线关系，即符合抛物线速度方程式。又由转化率的定义，得将式（1）代入抛物线速度方程式中，得反应速度方程为：图8-2重量增量平方与时间关系图（2）取各温度下反应1h时进行数据处理拟合，如图8-3所示，

关于胶体化学的几个基本概念

一、概述 1．关于胶体化学的几个基本概念 (1）相和相界面相是指那些物质的物理性质和化学性质都完全相同的均匀部分。体系中有两个或两个以上的相，称为多相体。相与相之间的接触面称为相接面。 (2) 分散相与分散介质在多相分散体系中，被分散的物质叫做分散相。包围分散相的另一相，称为分散介质。例如，水基钻井液中，粘土颗粒分散在水中，粘土为分散相，水为分散介质。 (3)分散度和比表面分散度是某一分散程度的量度，通常用分散相颗粒平均直径或长度的倒数来表示。如果用D表示分散度，用a表示颗粒的平均直径或长度，则分散度可表示为D＝1／a。比表面是物质分散度的另一种量度，其数值等于全部分散相颗粒的总面积与总质量(或总体积)之比。如果用S代表总表面积，用V表示总体积，用m表示总质量，则比表面可表示为： S 比＝S／V (m-1) (2-2) 或 S 比＝S／m (m-1／kg) (2-3) 物质的颗粒愈小，分散度愈高，比表面愈大，界面能与界面性质就会发生惊人的变化。所有颗粒分散体系的共性是具有极大的比表(界)面。按分散度不同，可将分散体系分为细分散体系与粗分散体系。胶体实际上是细分散体系，其分散相的比表面≥104 m2／kg，其颗粒长度在1 nm～1 μm 之间。悬浮体则属于粗分散体系，其比表面大致不超过104m2／kg分散相的颗粒直径在1～40／μm之间。钻井液是复杂的胶体分散体系。水基钻井液基本上是溶胶和悬浮体的混合物，本书中统称为胶体分散体系。 (4)吸附作用物质在两相界面上自动浓集(界面浓度大于内部浓度)的现象，称为吸附。被吸附的物质称为吸附质，吸附吸附质的物质称为吸附剂。按吸附的作用力性质不同，可将吸附分为物理吸附和化学吸附两类。仅由范德华引力引起的吸附，是物理吸附。这类吸附一般无选择性，吸附热较小，容易脱附。若吸附质与吸附剂之间的作用力为化学键力，这类吸附叫化学吸附。化学吸附具有选择性，吸附热较大，不易脱附。 2．沉降与沉降平衡钻井液中的粘土粒子，在重力场的作用下会沉降。由于粒子沉降，下部的粒子浓度增加，上部浓度低，破坏了体系的均匀性。这样又引起了扩散作用，即下部较浓的粒子向上运动，使体系浓度趋于均匀。因此，沉降作用与扩散作用是矛盾的两个方面。若胶体粒子为球形，半径为r，密度为ρ，分散介质的密度为ρ ，则下沉的重力F 1 为： F 1＝（4/3）πr3(ρ－ρ )g (2-4) 式中 g－重力加速度；

Matlab在求解扩散系统之浓度分布中的应用

读书报告 Matlab在求解扩散系统之浓度分布中的应用池雨

一、问题的提出管中储放静止液体 B ，高度为L=10 ㎝，放置于充满A 气体的环境中。假设与B 液体接触面之浓度为C A0=0.01mol/m 3，且此浓度不随时间改变而改变，即在操作时间内(h=10天)维持定值。气体A 在液体B 中之扩散系数为D AB =2×10?9m 2/s 。试决定A 与B 不发生反应；情况下，气体A 溶于液体B 中之流通量(flux)。参考如图所示的装置。二、知识背景 Fick 第一定律：实验表明，在稳态扩散的条件下，单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面面积的扩散物质的通量与浓度梯度成正比。数学表达式为： Fick 第二定律：根据质量平衡关系即在微小体积中积存的物质（留入的物质量）J 1—（留出的物质量）J 2得出因此Fick 第二定律的数学表达为：三、问题求解根据题意不同时间t 和距界面厚度不同处x 的浓度C=f(z,t); 因气体A 与液体 B 不发生反应，故其扩散现象的质量平衡方程根据Fick dx dc D J -=dx J J dt dc 2 1-=2 2 x c D t c ??=??

第二定律。依题意，其初始及边界条件为： I.C. C A0(Z,0)=0, Z>0 B.C. C A (0,t)=C A0, t ≥0 ; 在获得浓度分布后即可应用Fick 第一定律求得流通量即四、matlab 程序设计偏微分方程（Partial Differential Equation ，简称PDE ）就是涉及到两个自变量以上的微分方程。在化学工程领域，为了更好的进行过程设计、优化和控制，经常需要了解化工设备（如反应器）中的温度、浓度和速度在不同空间上的分布以及随时间的动态变化规律，因此涉及到许多偏微分方程的问题。 Matlab 函数pdepe （）可用于求解偏微分方程，模型为：用以解含上述初始值及边界值条件的偏微分方程MATLAB 命令 pdepe 的用法如下：若要获得特定位置及时间下的解，可配合以 pdeval 命令。使用格式如下： ,0≥=??=t t C L Z A 0 )(z =??-=z A AB t AZ C D N

第十四章胶体分散系统和大分子溶液.

第十四章胶体分散系统和大分子溶液一、选择题 1. .以下说法中正确的是：( ) A通过超显微镜能看到胶体粒子的大小和形状； B溶胶和真溶液一样是均相系统； C溶胶能产生丁铎尔效应； D溶胶在热力学和动力学上都是稳定系统。 2.溶胶的基本特性之一是( ) A热力学上和动力学上皆属于稳定系统； B热力学上和动力学上皆属于不稳定系统； C热力学上不稳定而动力学上属于稳定系统； D热力学上稳定而动力学上属于不稳定系统。 3外加直流电场于胶体溶液，向某一电极作定向移动的是：( ) A胶粒；B胶核；C胶团；D紧密层 4.区别溶胶与真溶液和悬浮液最简单灵敏的方法是：( ) A乳光计测定粒子浓度； B观察丁铎尔效应； C超显微镜测定粒子大小；D观察ζ电位。 5.工业上为了将不同蛋白质分子分离，通常采用的方法是利用溶胶性质中的: ( ) A电泳；B电渗；C沉降；D扩散。 6.当溶胶中加入大分子化合物时：( ) A一定使溶胶更稳定；B一定使溶胶更容易为电解质所聚沉； C对溶胶稳定性影响视加入量而定；D对溶胶稳定性没有影响。 7.对于Donnan平衡，下列哪种说法是正确的：( ) A膜两边同一电解质的化学位相同； B膜两边带电粒子的总数相同； C膜两边同一电解质的浓度相同； D膜两边的离子强度相同。 8.Donnan平衡产生的本质原因是：( ) A溶液浓度大，大离子迁移速度慢； B小离子浓度大，影响大离子透过半透膜； C大离子不能透过半透膜，且因静电作用使小离子在膜两边的浓度不同； D大离子浓度大，妨碍小离子通过半透膜。 9.对大分子溶液发生盐析的现象，不正确的说法是：( ) A加入大量电解质才能使大分子化合物从溶液中析出； B盐析过程与电解质用量无关；

无机材料科学基础答案第八章

8-1 若由MgO和Al2O3球形颗粒之间的反应生成MgAl2O4是通过产物层的扩散进行的，（1）画出其反应的几何图形，并推导出反应初期的速度方程。（2）若1300℃时D Al3＋＞D Mg2＋，O2－基本不动，那么哪一种离子的扩散控制着MgAl2O4的生成？为什么？解：（1）假设: a）反应物是半径为R0的等径球粒B，x为产物层厚度。 b）反应物A是扩散相，即A总是包围着B的颗粒，且A，B同产物C是完全接触的，反应自球表面向中心进行。 c）A在产物层中的浓度梯度是线性的，且扩散截面积一定。反应的几何图形如图8-1所示：根据转化率G的定义，得将（1）式代入抛物线方程中，得反应初期的速度方程为：

（2）整个反应过程中速度最慢的一步控制产物生成。D小的控制产物生成，即D Mg2+小，Mg2+扩散慢，整个反应由Mg2+的扩散慢，整个反应由Mg2+的扩散控制。 8-2 镍（Ni）在0.1atm的氧气中氧化，测得其质量增量（μg/cm2）如下表：（1）导出合适的反应速度方程；（2）计算其活化能。解：（1）将重量增量平方对时间t作图，如图8-2所示。由图可知，重量增量平方与时间呈抛物线关系，即符合抛物线速度方程式。又由转化率的定义，得将式（1）代入抛物线速度方程式中，得反应速度方程为：

图8-2 重量增量平方与时间关系图（2）取各温度下反应1h时进行数据处理拟合，如图8-3所示， G(%) 图8-3 数据处理由杨德尔方程可得，

对数据作线性回归，得(相关系数为0.98839) 由上式得活化能kJ/mol 8-3 由Al2O3和SiO2粉末反应生成莫来石，过程由扩散控制，如何证明这一点？已知扩散活化能为209 kJ/mol，1400℃下，1h完成10％，求1500℃下，1h和4h各完成多少？（应用杨德方程计算）解：如果用杨德尔方程来描述Al2O3和SiO2粉末反应生成莫来石，经计算得到合理的结果，则可认为此反应是由扩散控制的反应过程。由杨德尔方程，得又，故从而1500℃下，反应1h和4h时，由杨德尔方程，知

金属学与热处理课后习题答案8

第八章扩散 8-1 何为扩散？固态扩散有哪些种类？答：扩散是物质中原子（或）分子的迁移现象，是位置传输的一种方式。根据扩散过程是否发生浓度变化可分为：自扩散、互扩散根据扩散方向是否与浓度梯度的方向相同可分为：下坡扩散、上坡扩散根据扩散过程是否出现新相可分为：原子扩散、反应扩散 8-2 何为上坡扩散和下坡扩散？举例说明。答：下坡扩散：原子或分子沿浓度降低的方向进行扩散，使浓度趋于均匀化。比如铸件的均匀化退火、工件的表面渗碳过程均属于下坡扩散。上坡扩散：原子或分子沿浓度升高的方向进行扩散，即由低浓度向高浓度方向扩散，使浓度趋于两极分化。例如奥氏体向珠光体转变过程中，碳原子从浓度较低的奥氏体中向浓度较高的渗碳体中扩散。 8-3 扩散系数的物理意义是什么？影响因素有哪些？答：扩散系数的物理意义：浓度梯度为1时的扩散通量。D越大，扩散速度越快。影响因素： 1、温度：扩散系数与温度呈指数关系，随温度升高，扩散系数急剧增大。 2、键能和晶体结构：键能高，扩散激活能大，扩散系数减小；不同的晶体结构具有不同的扩散系数：例如从晶体结构来考虑，碳原子在铁素体中的扩散系数比在奥氏体中的大。 3、固溶体类型：不同类型的固溶体，扩散激活能不同，间隙原子的扩散激活能比置换原子的小，扩散系数大。 4、晶体缺陷：晶体缺陷处，自由能较高，扩散激活能变小，扩散易于进行。 5、化学成分：当合金元素提高合金熔点，扩散系数减小；若降低合金熔点，扩散系数增加 8-4 固态合金中要发生扩散必须满足那些条件？为什么？答： 1、扩散需有驱动力。扩散过程都是在扩散驱动力的作用下进行的，如没有扩散驱动力，也就不能发生扩散。 2、扩散原子要固溶。扩散原子在基体中必须由一定的固溶度，形成固溶体，才能进行固态扩散。 3、温度要足够高。固态扩散是依靠原子热激活而进行的，温度越高，原子的热振动越激烈，原子被激活发生迁移的可能性就越大。 4、时间要足够长。原子在晶体中每跃迁一次最多只能移动0.3-0.5nm的距离，只有经过相当长的时间才能形成物质的宏观定向迁移。 8-5 铸造合金均匀化退火前的冷塑性变形对均匀化过程有和影响？是加速还是减缓？为什么？答：加速。

重要文档防扩散系统方案介绍

重要文档防扩散系统方案介绍前言随着Internet的高速发展和信息化建设的不断推进，越来越多的文件以电子文档的形式进行传输和保存。因此，在网络中承载了越来越多的以电子文档形式存在的关键数据，这些电子文档则组成了企事业单位的核心数据资产。例如：制造业关心的设计图纸、价格体系、商业计划、客户资料、财务预算、市场宣传计划、采购成本、合同定单、物流信息、管理制度等。政府和军队所关心的公文，统计数据，机要文件，会议机要，军事情报、军事地图、作战方案等。金融机构所关心的交易数据、账目信息、融资投资信息、董事会决议、大客户信息、上市公司中报 / 年报等。知识型企业所关心的调查报告、咨询报告、招投标文件、专利、客户资料、价格等。设计类机构所关心的设计图、设计方案、策划文案、客户信息、软件程序等。专业事务所所关心的涉及众多客户的机密信等。娱乐行业以及图像声音处理行业的重要的语音、图像等防止泄密的声音和影像文件。 …… 上述文档一旦发生遗失，会给客户带来巨大的灾难：市场竞争力的下降利润的损失企业的关闭国家在国际上影响力的下降 …… 一泄密原因分析纵观国内外不同行业用户的泄密事件，经过统计分析，我们认为造成信息泄密的主要原因主要来自如下三个层面的四个方面。被动泄密：

包括信息盗窃和信息丢失 1．信息盗窃——指通过非法手段获取信息并进行恶意利用的犯罪行为。信息盗窃动机主要来自： A．获取机密或敏感数据的访问权； B．利益驱动，如为了钱财或地位等。主要表现形式：系统入侵、未授权访问、信息窃取、木马后门、网络嗅探、商业间谍等。 2．信息丢失——由于设备、存储介质丢失而引起信息丢失，造成信息泄漏。主动泄密：主动泄密是指工作人员故意泄漏数据信息资料。相比被动泄密而言，主动泄密防不胜防，因为工作人员能够接触到重要信息，并具有一定的访问、使用权限。造成主动泄密的主要原因来自： A．内部员工离职或与公司发生劳动纠纷而将重要文件带走； B．利益驱使内部员工将公司重要的商业机密提供给竞争对手； C．企业信息管理不善，导致内部员工能够接触到企业敏感的业务数据或敏感信息，没有做分级分权细化处理； D．相关信息保密制度和惩罚措施滞后、责任不到位、法制观念淡薄、员工考核机制落后、缺乏流程化管理是造成员工会主动泄密的客观因素。交叉感染：信息交叉感染也容易带来信息泄漏，它属于无意识的信息泄密。我们知道，信息在流转过程中，需要经过很多环节，如新建、操作、发布、传输、存储、销毁等，当一个信息被发布出来后，往往会通过网络或是存储设备将信息传递到其他地方，如果操作人员没有做好保护工作，就会很容易被别人获取，无意间造成信息泄漏。主要表现在： A．一机多用户引发信息交叉感染，电子文档都存储在共享的硬盘上，加上操作没有采取强制访问控制措施，其他用户能够接触到保密文档，因此无法保障各用户电子文档的安全，给别有用心的用户可乘之机； B．移动存储设备引发数据交叉感染，当电子文档拷贝到移动存储设备上，如笔记本电脑、USB、移动硬盘等，这些设备在借用、维修、外出办公过程中，极易被他人偷走； C．剩磁效应引发数据交叉感染，采用特殊的文件恢复工具将删除的文件恢复过来，从

第八章铸铁习题参考答案

第八章铸铁习题参考答案一、解释下列名词答： 1、石墨化：铸铁中碳原子析出石墨的过程。石墨化退火(或称高温退火)：将温度加热到共析温度以上，使渗碳体分解成石墨的退火。 2、灰口铸铁：碳大部分以游离状态的石墨析出，凝固后断口呈暗灰色。可锻铸铁：石墨形状为团絮状的灰口铸铁。球墨铸铁：石墨形状为球状的灰口铸铁。 ~ 蠕墨铸铁：石墨形状为蠕虫状的灰口铸铁。变质铸铁(或称孕育铸铁)：变质(孕育)处理后的灰铸铁。白口铸铁：碳除少量溶于铁素体外，其余全部以化合态的渗碳体析出，凝固后断口呈白亮的颜色。二、填空题 1、铸铁与钢比较，其成分主要区别是含碳和硅量较高，且杂质元素硫和磷含量较多。 2、化学成分和冷却速度是影响铸铁石墨化的主要因素。 3、白口铸铁中的碳主要以渗碳体形式存在，而灰口铸铁中的碳主要以石墨形式存在，两者比较, 前者的硬度高而脆性大。 4、石墨的存在给灰口铸铁带来一系列的优越性能，如_铸造性能_、_切削加工性_、减摩性_ 、_消震性能良好_、_缺口敏感性较低_。 5、含碳量为～% 的铸铁，如果全部按Fe-G 相图进行结晶，其石墨化过程可分为如下二个阶段：第一阶段：在1154℃通过共晶反应形成G 。第二阶段：在1154℃～738℃冷却过程中自奥氏体中析出G以及在738℃通过共析反应形成G共析。 . 6、渗碳体是亚稳定相，高温长时间加热会分解为铁和石墨。 7、灰口铸铁、可锻铸铁及球墨铸铁的石墨形态分别呈片状、团絮状及球状。 8、HT200 是灰铸铁的牌号，其中的碳主要以石墨的形式存在，其形态呈片状，

由于它具有良好消震性能性能，在机床业中常用来制造机床床身。 9、球墨铸铁是通过浇铸前向铁水中加入一定量的球化剂进行球化处理，并加入少量的孕育剂促使石墨化，在浇铸后直接获得球状石墨结晶的铸铁。 10、铸铁在凝固过程中, 如果第一阶段充分地石墨化, 第二阶段或充分石墨化、或部分石墨化、或完全不石墨化，则分别得到 F 、F+P 、P 为基体的铸铁。 11、铸铁的耐热性主要指它在高温下抗氧化和抗生长的能力，铸铁中加入适量的Al 、Si 、Cr等合金元素可有效地提高其耐热性能。三、简答题 1、白口铸铁、灰口铸铁和钢，这三者的成分、组织和性能有何主要区别答：碳钢是指含碳量%～%的铁碳合金，铸铁是指大于%的铁碳合金。与钢相比，铸铁中含碳及含硅量较高。比碳钢含有较多硫、磷等杂质元素。钢的组织为铁素体+珠光体、珠光体、珠光体+二次渗碳体；铸铁的组织为珠光体+二次渗碳体+莱氏体、莱氏体、一次渗碳体+莱氏体。 ` 钢中低碳钢塑性韧性较好、强度和硬度较低，良好的焊接性能和冷成型性能；中碳钢有优良的综合机械性能；高碳钢塑性韧性较低，但强度和硬度较高、耐磨性较好。以上钢均可进行锻造和轧制，并可经过热处理改变其组织，进而极大的提高其性能。白口铸铁组织中存在着共晶莱氏体，性能硬而脆，很难切削加工，但其耐磨性好，铸造性能优良。灰铸铁组织中碳全部或大部分以片状石墨形式存在，断口呈暗灰色。其铸造性能、切削加工性、减摩性、消震性能良好，缺口敏感性较低。 2、化学成分和冷却速度对铸铁石墨化和基体组织有何影响答：(1)化学成分 1)碳和硅碳和硅是强烈促进石墨化元素,铸铁中碳和硅的含量越高,就越容易充分进行石墨化。由于共晶成分的铸铁具有最佳的铸造性能。因此,将灰铸铁的碳当量均配制到4%左右。 2)锰锰是阻止石墨化的元素,但锰与硫化合成硫化锰,减弱了硫的有害作用,结果又间接促进石墨化的作用。故铸铁中有适量的锰是必要的。 3)硫硫是强烈阻碍石墨化的元素,它不仅强烈地促使白口化,而且还会降低铸铁的流动性和力学性能,所以硫是有害元素,必须严格控制其含量。 4)磷磷是弱促进石墨化的元素,同时能提高铁液的流动性,但磷的含量过高会增加铸铁的脆性,使铸铁在冷却过程中易开裂,、所以也应严格控制其含量。 (2)冷却速度 '

重要文档防扩散系统软件

产品定位 ?→有核心设计能力的企业、研究所、设计院、军工单位 ?→有涉密要求的政府及行业用户需求分析 ?→核心的技术机密、专利、设计图纸、源代码、程序文件等如何进行有效的安全管理 ?→用户商业敏感机密信息如何得到有效安全保障 ?→如何从网络传输、移动存储、内容拷贝、文件拖动等途径实现对重要文档有效防泄密 ?→如何有效控制打印、电子传真、屏幕拷贝等软硬输出方式的泄密途径 ?→如何实现涉密文档在访问、操作、关闭等使用过程中的安全防护、监管 ?→如何在协同办公环境下实现对涉密文档的交互操作系统概要优盾重要文档防扩散系统软件由天津天昂科技有限公司自主研发，采用集中式文件管理思想，构建一个涉密文件的保密应用环境，保证涉密文件的正常访问，防止涉密文件的信息泄漏。该产品作为天昂科技优盾系统的加强功能模块集成了数据加密、访问控制、日志审计等多项安全技术，关注于涉密文件安全管理中的泄密途径、访问控制和应用审计，从根本上解决了网络应用环境中涉密文件的防泄密问题。

系统结构优盾重要文档防扩散系统软件基于C/S架构运行，主要系统组成架构分为五个部分： ?→系统支持平台：作为整个系统的运行中心，主要为系统的认证授权、日志管理、权限管理等提供后台支持 ?→系统管理中心：作为系统管理者对整个系统的管理接口，主要提供用户对系统的全局配置、用户管理、日志管理、文档使用权限管理等 ?→加密管理器：向涉密文件的管理人员提供文件的加密管理、授权管理 ?→涉密客户端：部署在终端用户系统之上，为用户提供对涉密文件进行访问操作的身份认证、授权验证、加密文档使用、日志记录等功能 ?→加密文件服务器（用户设备）：集中管理、存放加密文件，接受并管理加密管理器上传的文件，并向加密文件的使用者提供加密文件系统功能

第八章吸收测试题答案解析

化工原理单元测验（四）吸收答案解析一、填空题 1.吸收操作的基本依据是组分溶解度不同，吸收过程的经济性主要决定于能耗、溶剂损失、再生费用。 2.吸收、解吸操作时低温对吸收有利，低压对解吸有利；高温对解吸有利，高压对吸收有利。 3.亨利定律有 3 种表达形式。在总压Ｐ<5atm 下，若P 增大,则m 减小，E 不变 , H 不变 ;若温度t 下降，则m 减小 ,E 减小 ,H 减小。（增大、减小、不变、不确定） 4.漂流因子的数值＝１，表示等分子反向扩散。已知分子扩散时，通过某一考察面有四股物流： N A 、J A 、N 和N m 。试用>、=、<表示：等分子反向扩散时：J A ＝N A ；N ＝ N m ＝ 0. A 组分单向扩散时： N m ＝ N = N A > J A > ０。 5.若1/K y = 1/k y + m/k x ，当气膜控制时，K y ≈ k y ，当液膜控制时，K y ≈ k x /m 6.N OG =(y 1-y 2)/Δy m 的适用条件是平衡线为一直线，用数值积分法求N OG 时平衡关系是平衡线y=f(x)为一曲线 7.最小液气比(L/G)min 对设计型（设计型、操作型）是有意义的。如实际操作时，(L/G)<(L/G)min 则产生的结果是达不到分离要求 8.设计时，用纯水逆流吸收有害气体，平衡关系为y=2x,入塔y 1=0.1，液气比(L/G)=3则出塔气体浓度最低可降至 0 。若采用(L/G)=1.5，则出塔气体浓度最低可降至 0.025 。注：此题考察操作线斜率，当L/G ＝3时，操作线斜率大于平衡线斜率2，两线交于0点时（N OG 无穷大），出塔气体浓度最低为0同样道理分析当等于1.5时，交于纵轴的坐标，即为出塔气体浓度。 9.用纯溶剂吸收，已知L/G=m ，回收率为０.９，则传质单元数N ＯＧ= 9 注：此题可用对数平均推动力法，因A ＝1,此时推动力处处相等，N OG =（y 1-y 2）/(y 2-y 2e )= （y 1-y 2）/y 2=1/(1- η)-1=9 10.操作中逆流吸收塔，ｘ２＝０，今入塔ｙ１上升，而其他入塔条件均不变。则出塔ｙ２增大，回收率η 不变。（变大、变小、不变、不确定）注：此题根据吸收因子法，三因数相图分析：因为H 、H OG 、1/A 均不变所以N OG 也不变，则横向y 1/y 2不变，所以可以分析得出结果。二．解：（1）进气浓度07.04.221000321001== y （属低浓气体吸收） 061.015.107.011===∴m y x e ， 041.0061.0%67%6711=?==e x x 又()()0014.0%98107.0112=-?=-=ηy y ，故67.10041.00014.007.02121=--=--=x x y y G L

第八章扩散

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