材料成形基本原理课后习题答案
发布时间：
第一章习题
1.液体与固体及气体比较各有哪些异同点？哪些现象说明金属的熔化并
不是原子间结合力的全部破坏？答：（1）液体与固体及气体比较的异同点可用下表说明
相同点不同点液具有流动性，不能承受切应力；远程无序，
具有自由表体近程有序
面；可压
固
缩性很低不具有流动性，可承受切应力；远程有序体液完全占据容器远程无序，近程有序；有自由表面；可压
体空间并取缩性很低
得容器内
腔形状；完全无序；无自由表面；具有很高的压缩气
体具有流动性
性
（2）金属的熔化不是并不是原子间结合力的全部破坏可从以下二个方面说
明：
①物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。金属熔化时典型的体积
变化Vm/V为3%~5%左右，表明液体的原子间距接近于固体，在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。
②金属熔化潜热Hm约为气化潜热Hb的1/15~1/30，表明熔化时其内部
原子结合键只有部分被破坏。
由此可见，金属的熔化并不是原子间结合键的全部破坏，液体金属内原子
的局域分布仍具有一定的规律性。
2.如何理解偶分布函数g(r的物理意义？液体的配位数N1、平均原子间
距r1各表示什么？
答：分布函数g(r的物理意义：距某一参考粒子r处找到另一个粒子的几
率，换言之，表示离开参考原子(处于坐标原子r=0距离为r的位置的数密度ρ(r对于平均数密度ρo（=N/V）的相对偏差。N1表示参考原子周围最近邻(即第一壳层原子数。
r1表示参考原子与其周围第一配位层各原子的平均原子间距，也表示
某液体的平均原子间距。
3．如何认识液态金属结构的“长程无序”和“近程有序”？试举几个实
验例证说明液态金属或合金结构的近程有序（包括拓扑短程序和化学短程序）。
1
答：（1）长程无序是指液体的原子分布相对于周期有序的晶态固体是不规
则的，液体结构宏观上不具备平移、对称性。
近程有序是指相对于完全无序的气体，液体中存在着许多不停“游荡”着
的局域有序的原子集团
（2）说明液态金属或合金结构的近程有序的实验例证①偶分布函数的特征
对于气体，由于其粒子（分子或原子）的统计分布的均匀性，其偶分布函
数g(r在任何位置均相等，呈一条直线g(r=1。晶态固体因原子以特定方式周期排列，其g(r以相应的规律呈分立的若干尖锐峰。而液体的g(r出现若干渐衰的钝化峰直至几个原子间距后趋于直线g(r=1，表明液体存在短程有序的局域范围，其半径只有几个原子间距大小。②从金属熔化过程看
物质熔化时体积变化、熵变及焓变一般都不大。金属熔化时典型的体积变
化Vm/V为3%~5%左右，表明液体的原子间距接近于固体，在熔点附近其系统混乱度只是稍大于固体而远小于气体的混乱度。另一方面，金属熔化潜热H 