材料科学与工程基础第三章复习资料
3.8 铁具有BCC晶体结构，原子半径为0.124 nm，原子量为55.85 g/mol。
计算其密度并与实验值进行比较。
答：BCC结构，其原子半径与晶胞边长之间的关系为：a = 4R/3= 40.124/1.732 nm = 0.286 nmV = a3 = (0.286 nm)3 = 0.02334 nm3 = 2.3341023 cm3BCC结构的晶胞含有2个原子，其质量为：m = 255.85g/(6.0231023) = 1.8551022 g 密度为= 1.8551022 g/(2.3341023 m3) =7.95g/cm33.9 计算铱原子的半径，已知Ir具有FCC晶体结构，密度为22.4 g/cm3，原子量为192.2 g/mol。
答：先求出晶胞边长a，再根据FCC晶体结构中a与原子半径R的关系求R。
FCC晶体结构中一个晶胞中的原子数为4，= 4192.2g/(6.0231023a3cm3) = 22.4g/cm3，求得a = 0.3848 nm由a = 22R求得R = 2a/4 = 1.4140.3848 nm/4 = 0.136 nm3.10 计算钒原子的半径，已知V 具有BCC晶体结构，密度为5.96g/cm3，原子量为50.9 g/mol。
答：先求出晶胞边长a，再根据BCC晶体结构中a与原子半径R的关系求R。
BCC晶体结构中一个晶胞中的原子数为2，= 250.9g/(6.0231023a3cm3) = 5.96 g/cm3，求得a = 0.305 nm由a = 4R/3求得R = 3a/4 = 1.7320.305 nm/4 = 0.132 nm3.11 一些假想的金属具有图3.40给出的简单的立方晶体结构。
如果其原子量为70.4 g/mol，原子半径为0.126 nm，计算其密度。
答：根据所给出的晶体结构得知，a = 2R =20.126 nm = 0.252 nm 一个晶胞含有1个原子，密度为：= 170.4g/(6.02310230.25231021cm3)= 7.304 g/cm33.12 Zr 具有HCP晶体结构，密度为6.51 g/cm3。
(a) 晶胞的体积为多少? 用m3表示(b) 如果c/a之比为1.593，计算c和a值。
答：V c=nM ZrρN A对于HCP，每个晶胞有6个原子，M Zr = 91.2g/mol.因此：V c=6×91.26.51×106×6.02×1023=1.396×10-28m3/晶胞(b) V c=3×a×sin60×a×c=3×a2×√32×1.593a=4.1386a3=4.1386a3=1.396×10-28，求得a =3.2311010 m = 0.323 nm, c =1.593a =0.515 nm 3.13 利用原子量，晶体结构，和书中给出的原子半径数据，计算Pb, Cr, Cu和Co的理想密度，并与书中的实验数据做比较。
Co的c/a之比为1.623。
3.14 铑(Rh)的原子半径为0.1345 nm，密度为12.41 g/cm3。
确定其晶体结构是否为FCC或BCC晶体结构。
3.15 下面列出的表为3种假定合金的原子量，密度和原子半径。
判断每种合金，其晶体结构是否为FCC，BCC，或简单立方，并证明你的结论。
简单立方晶胞示在图3.40中。
合金原子量(g/mol)密度(g/cm3)原子半径(nm)A 77.4 8.22 0.125B 107.6 13.42 0.133C 127.3 9.23 0.142答：（1）单个原子质量：77.4/(6.02⨯1023) = 1.2857⨯10-22 g则：n/V C = 8.22⨯10-21g/(1.2857⨯10-22 g ⋅nm3) = 63.934 nm-3 （2）单个原子质量：107.6/(6.02⨯1023) = 1.787⨯10-22 g则：n/V C=13.42⨯10-21g/(1.787⨯10-22 g ⋅nm3) = 75.098 nm-3 若为简单立方：V C= a3 =(2R)3 =(2⨯0.133)3 = 0.01882 nm3则：n = 1.41 与简单立方晶胞存在1个原子不符，故不是简单立方结构。
若为面心立方：V C = a3 =(2√2R)3 =(2⨯1.414⨯0.133)3 = 0.0532 nm3则：n = 3.996 与面心立方晶胞存在4个原子相符，因此是面心立方结构。
3.16 锡晶胞具有四方(tetragonal)对称，晶格常数a和b各为0.583和0.318 nm。
如果其密度，原子量和原子半径各为7.30 g/cm3，118.69 g/mol和0.151 nm，计算其原子致密度。
答：晶胞体积为：V C= a2b =0.5832⨯0.318 = 0.1081 nm3四方晶胞有几个独立原子：3.17 碘具有正交晶胞，其晶格常数a, b, 和c各为0.479, 0.725 和0.978 nm。
(a) 如果原子致密度和原子半径各为0.547和0.177 nm, 确定晶胞中的原子数。
(b) 碘的原子量为126.91 g/mol；计算其密度。
答：(a) 单个原子体积：V= 43πR3= 4×3.14×0.17733=0.0232 nm3晶胞体积：V C= ab c = 0.479⨯0.725⨯0.978 = 0.3396nm3晶胞中的原子数为：n=APF×V C V= 0.547×0.33960.0232=8原子/晶胞(b) 单个原子体积：ρ = n×mV C = 8×126.910.3396×6.02×1023 =4.96×10-21g/nm3=4.96g/cm3 3.18 Ti具有HCP晶胞，其晶格常数之比c/a为1.58。
如果Ti原子的半径为0.1445 nm，(a) 确定晶胞体积，(b) 计算Ti的密度，并与文献值进行比较。
3.19 Zn具有HCP晶体结构，c/a之比为1.856，其密度为7.13 g/cm3。
计算Zn的原子半径。
3.20 Re具有HCP晶体结构，原子半径为0.137 nm, c/a之比为1.615。
计算Re晶胞的体积。
答：Re具有HCP晶体结构，则a = 2R = 2⨯0.137 = 0.274nm 六边形底面积A：A = a sin60︒⨯ a⨯3 = 0.2742⨯3⨯√3/2 = 0.195 nm2晶胞的体积：A ⨯ c = 0.195⨯1.615 a =0.195⨯0.274⨯ 1.615= 0.0863 nm33.21 下面是一个假想金属的晶胞，(a) 这一晶胞属于哪个晶系？(b) 属于哪个晶体结构？(c) 计算材料的密度，已知原子量为141g/mol。
答：属正方晶系，体心正方结构。
晶胞体积：0.40.30.3 = 0.036 (nm3) 单个原子质量：141g/(6.021023) = 2.34210-22 (g)密度：2.34210-22/0.036 =3.22金属间化合物AuCu3晶胞为：（1）边长为0.374 nm的立方晶胞（2）Au原子位于立方体的所有8个角上（3）Cu原子位于立方体6个面的中心。
3.23 金属间化合物AuCu晶胞为：（1）四方晶胞，边长a = 0.289 nm；c = 0.367 nm（2）Au原子位于立方体的所有8个角上（3）Cu原子位于立方体中心。
3.24 画出体心和正交晶体结构的草图。
3.25 对于陶瓷化合物，决定晶体结构的组元离子的两个特征是什么？答：离子半径和电荷决定晶体结构3.26 证明配位数为4时，阳离子与阴离子半径之比最小值为0.225。
CBD =109︒28'BCD =BDC = (180︒-109︒28')/2=35︒16'CD = 2r A1.154 r A = 0.944 r A + 0.944 r C等式两边用r A相除，并整理得：0.21 = 0.944(r C/r A)即有：r C/r A = 0.2233.27证明配位数为6时，阳离子与阴离子半径之比最小值为0.414。
提示：利用NaCl晶体结构，并假设阴离子和阳离子在立方体边和面对角线相切。
答：如图所示：考虑GHF三角形，则有：GH = r A + r C = HFGF =2 r A ;GFsin45︒= GH,则有2 r A⨯√2/2 = r A + r C等式两边用r A相除：√2=1+ r C/r A，即有：r C/r A = 1.414 1 = 0.4143.28证明配位数为8时，阳离子与阴离子半径之比最小值为0.732。
答：3.29 根据离子电荷和离子半径预测下列材料的晶体结构：(a) CsI (b) NiO (c) KI (d) NiS，证明结果。
答：r(Cs+)：0.170；r(Ni2+)：0.069；r(K+)：0.138；r(I)：0.220；r(O2)：0.140；r(S2)：0.184；（1）0.732<r Cs+r I-=0.1700.22=0.773<1.0；根据阳离子与阴离子之比，每个阳离子的配位数是8，预测的晶体结构是氯化铯型晶体结构。
（2）0.414 < r(Ni+)/r(O2) = 0.069/0.14 = 0.493 < 0.732；根据阳离子与阴离子之比，每个阳离子的配位数是6，预测的晶体结构是氯化钠型晶体结构。
（3）0.414 < r(K+)/r(I) = 0.138/0.220 = 0.627 < 0.732；根据阳离子与阴离子之比，每个阳离子的配位数是6，预测的晶体结构是氯化钠型晶体结构。
（4）0.225 < r(Ni2+)/r(S2) = 0.069/0.184 = 0.375 < 0.414；根据阳离子与阴离子之比，每个阳离子的配位数是4，预测的晶体结构是闪锌矿型。
3.30 表3.4中哪些阳离子能够形成氯化铯型晶体结构的碘化物。
氯化铯型晶体结构中，阳离子的配位数为8，要求阳离子与阴离子的半径之比的范围在0.732 <r A/r I< 1.0，则0.7320.220 <r A< 1.00.220, 即有：0.161 <r A< 0.22。
满足这一条件的阳离子只有：Cs+3.31 计算阳离子与阴离子半径之比为r A/r C= 0.732的氯化铯型晶体结构的致密度。
答：r A/r C= 0.732表明，阴离子与阳离互为相切，阴离子之间也相切。
大学材料科学与工程经典课件——第三章导电高分子材料 (2)-PPT课件
重点内容：
导电聚合物的结构特征（复合型、本征型）； 导电聚合物的基本的物理、化学特性； 导电聚合物的应用。
1
吸塑导电海绵
PU导电海绵 主要用于电 子原器件仪 器仪表的包 装。 本品表面电 阻达到102105Ω,本产 品是无炭黑 型是用导电 高分子材料 制成，耐水 性好
永久导电吸塑片材
7
艾伦· 黑格（1936— ），1936年生于依阿华州苏 城。现为加利福尼亚大学的固体聚合物和有机物 研究所所长，是一名物理学教授。因有关导电聚 合物的发现而成为2000年度诺贝尔化学奖三名得 主之一。
艾伦· G· 马克迪尔米德 (1927— )，美国化学家。 1927年生于新西兰，1953年取得美国威斯康星大 学博士学位，1955年取得英国剑桥大学博士学位， 1955年至今在美国宾夕发尼亚大学担任教授，
导电吸塑包装
吹塑导电包装
第三章 导电高分子材料
1 概 述 2 结构型导电高分子 3 复合型导电高分子 4 超导电高分子 5 电活性聚合物
第三章 导电高分子材料
1. 概述
1.1 导电高分子的基本概念 物质按电学性能分类可分为绝缘体、半导体、 导体和超导体四类。高分子材料通常属于绝缘体的 范畴。但1977年美国科学家黑格（A.J.Heeger）、 麦克迪尔米德（A.G. MacDiarmid）和日本科学家 白川英树（H.Shirakawa）发现掺杂聚乙炔具有金 属导电特性以来，有机高分子不能作为导电材料的 概念被彻底改变。
12
第三章 导电高分子材料
1.2 材料导电性的表征 根据欧姆定律，当对试样两端加上直流电压V 时，若流经试样的电流为I，则试样的电阻R为：
V R I
材料科学基础 第三章_晶体缺陷
各种位错的柏氏矢量
2019/2/27
《材料科学基础》CAI课件-李克
15
2、柏氏矢量的物理意义
1、反映位错周围点阵畸变的总积累（包括强度和方向）
2、该矢量的方向表示位错运动导致晶体滑移的方向， 而该矢量的模表示畸变的程度称为位错的强度。 （strength of dislocation）
2019/2/27
《材料科学基础》CAI课件-李克
11
b. 螺型位错 screw dislocation
位错线bb’：已滑移区和未滑移区的边界线
特征：
1）无额外半原子面， 原子错排是轴对称的 2）分左螺旋位错，符合左手法则；右螺旋位错 ，符合右手法则 3）位错线与滑移矢量平行，且为直线，位错线的运动方向与滑移矢量垂直 4）凡是以螺型位错线为晶带轴的晶带 所有晶面都可以为滑移面。 5) 点阵畸变引起平行于位错线的切应变，无正应变。 6）螺型位错是包含几个原子宽度的线缺陷。
4
*点缺陷分类：
肖脱基缺陷——原子迁移到表面——仅在晶体内部形成空位 弗兰克缺陷——原子迁移到间隙中——形成空位-间隙对 杂质或溶质原子——间隙式（小原子）或置换式（大原子）
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《材料科学基础》CAI课件-李克
5
*点缺陷的形成原因： 1. 由于热起伏，形成热力学稳定的缺陷： 产生与消亡达致平衡 2. 过饱和空位： 高温淬火、冷变形加工、高能粒子辐照
《材料科学基础》CAI课件-李克
30
• 主要增殖机制：Frank-Read 位错源
刃位错AB的两端A和B被位错用结点钉扎住 m,n两处同属纯螺型位错，但位错性质恰好相 反，两者相遇时，彼此便会抵消，这使原来 整根位错线断开成两部分，外面为封闭的位 错环，里面为一段连接A和B的位错线，在线 张力作用下变直恢复到原始状态。 在外力的继续作用下，它将重复上述过程，每 重复一次就产生一个位错环，从而造成位错的 增殖，并使晶体产生可观的滑移量。
材料科学与工程学导论—第三章—结构材料
结构材料
不锈钢中合金元素的作用
钢铁材料
合金钢
4。加入合金元素Mo、Cu等：提高钢在非氧化性酸中的 耐腐蚀能力。 5。加入合金元素Ti、Nb等：能优先同C形成稳定的碳化 物，使Cr保留在基体中，避免晶界贫Cr，提高钢的耐腐 蚀性。
6。加入合金元素Mn、N等：部分替代Ni以获得奥氏体
组织，并能提高铬不锈钢在有机酸中的耐腐蚀性。
将钢加热到适当温度，保温一定时间，然后缓慢冷却（随 炉冷却），以获得接近于平衡状态组织的热处理工艺。
结构材料
碳钢的常规热处理
温
钢铁材料
碳钢
正火
将钢件加热到AC3 和Acm以上30－50 度，保持适当时间 正火 淬火 后，在空气中冷却， 得到珠光体类组织的 热处理工艺。
度
时
间
在奥氏体状态下，空气或保护气体冷却获得珠光体均匀组 织，提高强度，改善韧性。
铝及铝合金
时效强化
l Cu在Al中的固溶度随温
α
400
温度/℃
200
5.7 α＋θ（Al2Cu） GP区固溶线
度降低而降低。500℃时 将有4％的Cu固溶在Al
中，将含4％的Al冷却到
室温，绝大部分的Cu将 以GP区和过渡相等形式
4 6
2
Cu/%
析出。
结构材料
合金元素的作用
温 度
有色金属材料
铝及铝合金
结构材料
牌号及用途
钢铁材料
碳钢
铸 钢
铸钢牌号是在数字前冠以ZG，数字代表钢中平均质量
分数（以万分数表示）。如ZG25，表示含C：0.25%。
主要用于制造形状复杂并需要一定强度、塑性和韧性的
零件，如齿轮、联轴器等。
材料科学基础第三章答案
习题：第一竜第二帝第二章第四章第五章第六帝第七章第八章墨九章第十章第^一章答案：第一章第二章第三章第四章第五章第六空第七章第八章第九章第十章第十一章3-2 略。
3-2试述位错的基本类型及其特点。
解：位错上要有两种：刃型位错和螺型位错。
刃型位错特点：滑移方向与位错线垂直，符号丄，有多余半片原子面。
螺型位错特点：滑移方向与位错线平行，与位错线垂直的面不是平而，呈螺施状，称螺型位错。
3-3非化学计虽化合物有何特点？为什么非化学计虽化合物都是n型或p型半导体材料？解：非化学计虽化合物的特点：非化学计虽化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关；可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体：缺陷浓度与温度有关，这点可以从平衡常数看出：非化学计虽化合物都是半导体’由丁？负离子缺位和间隙正离子使金屈离子过剩产生金屈离子过剩（n型）半导体，正离子缺位和间隙负离子使负离子过剩产生负离子过剩（P型）半导体。
3-4形响盖换型固溶体和间隙型固溶体形成的丙素有哪些？解：彤响形成呂换型固溶体影响因素：（1）离子尺寸：15%规律：1.（RrRJ /Rl>15%不连续。
2. <15%连续。
3. >40%不能形成固熔体。
（2）离子价：电价相同，形成连续固熔体。
（3）晶体结构因素：基质，杂质结构相同，形成连续固熔体。
（4）场强因素。
（5）电负性：差值小，形成固熔体。
差值大形成化合物。
影响形成间隙型固溶体影响因素：（1〉杂质质点大小：即添加的原子愈小，易形成固溶体，反之亦然。
（2）晶体（基质）结构：离子尺寸是与晶体结构的关系密切相关的，在一定程度上來说，结构中间隙的大小起了决定性的作用。
一般晶体中空隙愈大，结构愈疏松，易形成固溶体。
（3）电价因素：外来杂质原子进人间隙时，必然引起晶体结构中电价的不平衡，这时町以通过生成空位，产生部分取代或离子的价态变化来保持电价平衡。
3-5试分析形成固溶体后对晶体性质的影响。
解：影响有：（1）稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生：（2）活化晶格，形成固溶体后，晶格结构有一定畸变，处丁？高能虽的活化状态，有利丁？进行化学反应：（3）固溶强化，溶质原子的溶入，使固溶体的强度、驶度升高；（4）形成固溶体后对材料物理性质的影响：固溶体的电学、热学、磁学等物理性质也随成分而连续变化，但一般都不是线性关系。
材料工程基础第三章
聚丙烯
符号 脆化温度
玻璃化 温度 粘流温度
状态
T﹤Tb 脆硬态 Tb﹤T﹤Tg 普弹态 Tg﹤T﹤Tf 高弹态 Td﹥T﹥Tf（Tm） 粘流态
PVC(℃) PP(℃) -61
87 136
Tb
Tg Tf
0
10-15 ～ 164175 300
熔融温度
分解温度
Tm
Td
～
140
成型温度要选在： T f T 成型 T d
谢谢大家!
LOGO
作业: 1、聚合物的物理状态与温度的关系？聚合物在不同
物理状态下的加工技术有何不同？
2、聚合物熔体流动特点？ 3、结晶型聚合物成形时需要注意什么？ 4、PE、PP成型加工时，仅靠改变温度来增加其流动 性是否有效？那么应该因此主要采取什么措施？
LOGO 水
钢
挤出、注射、 吹塑、粘合
LOGO
2. 聚合物的物理特性——结晶性
定义： 结晶型聚合物具有结晶现象的性质称为结晶性。 特点： 1、结晶型聚合物成形加工的温度更高。 2、冷凝时放热。 3、成形收缩量大。 4、由于分子的定向作用和收缩方向性，易变形、翘曲。 5、结晶度受冷却速度的影响大。 6、结晶度大的聚合物制品其密度大，强度、硬度高，刚度 大，耐磨性好、耐化学性和电性能好。
形
（3）熔体流动时伴随高弹形变：因为在外力作用下，高分 子链沿外力方向发生伸展，当外力消失后，分子链又由伸 展变为卷曲，使形变部分恢复，表现出弹性行为。
LOGO
二、聚合物熔体的弹性效应
高分子粘流过程中伴随着可逆的高弹形变，这是高分子 熔体区别于低分子液体的重要特征之一。 原理:高分子熔体的流动是各链段运动的总结果，在外 力作用下，高分子链顺流动方向取向，外力消失后，链 要重新蜷曲起来，因而整个形变要恢复一部分。 弹性效应的表现: 挤出胀大 不稳定流动 包轴现象 无管虹吸
大连理工大学材料科学基础复习思考及习题(第三章)
解：根据位错间距公式，D b 21010 231010 m
0.087
（位错密度为单位面积上的位错数目）
因此，正六边形亚晶界边界上等间距（D）布满
位错，并与邻近正六边形亚晶粒所共有。
正六边形面积 S 3 3a2 ，总边长为6a
2
单位面积中亚晶数目
n
1 S
所以，位错密度 51013 1 6a 1 1
螺型位错的应变能为：Ees
Gb2
4
ln
R r0
（一般认为r0 与b 值相近，而R 是位错应力场最大作用范围的半径，实际晶体 中由于存在亚结构或位错网络，一般取R 10-6 m）
取
r0 b
2 a 0.707 0.35109 2.4751010(m) 2
R 10-6 m
1.38
E'v 1023
873
解得： lnA= -2.92，E=2.14x10-19(J)
点缺陷平衡浓度公式的利用
4、W在20 oC时，每1023个晶胞中有1个空位，从20 oC升温到1020 oC时， 点阵常数膨胀了 (4 x 10-4)%，而密度下降了0.012%，求W的空位形成能 和形成熵。（W的晶体结构为bcc）
S D2
求得，a = 1 x 10-5 m
a
解：任意确定位错环的正方向，如逆时针方向为位错环的正方向，则随之 确定了各点的位错类型及正负。
（1）各段位错线所受力均为 f = b，方向垂直于位错线并指向滑移面的未
滑移区。
（2）在外力 和位错线张力T 的作用下，位错环最后在晶体中稳定不动，
此时 Gb
2rc
C
湖大材料工程基础课件第三章材料固态成形工艺
4、实现高速化、连续化、可控化加工。 5、研究与开发使环境净化，低噪音、小无震动、节省能
源、资源或再利用的加工技术。
湖大材料工程基础课件第三章材料
2021/3/29
固态成形工艺
9
材料科学与工程学院
§1.2 金属的塑性加工成形性
金属的可锻性是表示金属在热状态下经受 压力加工时塑性变形的难易程度。
可锻性的优劣一般常用金属的塑性和变形 抗力两个指标来综合衡量。
湖大材料工程基础课件第三章材料
2021/3/29
固态成形工艺
11
材料科学与工程学院
影响可锻性的因素
(1)金属的成分：纯金属好于合金，低碳钢优于高 碳钢，低碳低合金钢优于高碳高合金钢；有害 杂质元素一般使可锻性变坏
金(高铬不锈钢)；Ⅵ—加热时形成
低熔点第2相的合金(含硫的铁、含
锌的镁合金)；Ⅶ—冷却时形成有
塑性第2相的合金(碳钢和低合金钢
、 - 钛合金和 钛合金)；Ⅷ—
冷却时形成脆性第2相的合金(高温
合金、沉淀硬化不锈钢)；Tm —熔
湖大材料工程化基温础课度件。第三章材料固 Nhomakorabea成形工艺
13
材料科学与工程学院
2)变形速度：一方面随着变形速度的增加，回复 与再结晶过程来不及进行，不能及时消除加工 硬化现象，故使塑性降低，变形抗力增大，可 锻性变坏。另一方面随着变形速度的增高，产 生热效应，使 金属的塑性升 高，变形抗力 降低，又有利 于改善可锻性。
论，轧制、挤压、拉拔、锻造及板材成形等加工
方法。
湖大材料工程基础课件第三章材料
2021/3/29
材料科学基础 第三章_晶体缺陷资料
1）有一额外原子面， 刃口处的原子列称为位错线。半原 子面在上,正刃型位错 ┻ ； 下为负刃型位错 ┳ 2）刃位错的位错线不一定是直线， 可以是折线， 也可以 是曲线， 但位错线必与滑移矢量垂直。 3）位错线垂直于滑移矢量，位错线与滑移矢量构成的面是 滑移面， 刃位错的滑移面是唯一的。 4）刃型位错周围的晶体产生畸变，上压， 下拉， 半原子 面是对称的， 位错线附近畸变大， 远处畸变小。 5）位错周围的畸变区一般只有几个原子宽（一般点阵畸变 程度大于其正常原子间距的1/4的区域宽度， 定义为位错 宽度， 约2~5个原子间距。） * 畸变区是狭长的管道， 故位错可看成是线缺陷。
线缺陷 （line defect) 在二个方向尺寸均很小
一维缺陷 (one-dimensional defect) 面缺陷 （plane defect) 在一个方向上尺寸很小 二维缺陷 (two-dimensional defect)
《材料科学基础》CAI课件-李克 3
3.1 点缺陷
• 点缺陷：空位、间隙原子、溶质原子、和杂质原子、 +复合体（如：空位对、空位-溶质原子对）
2019/3/7 《材料科学基础》CAI课件-李克 12
混合位错
滑移矢量既不平行也 不垂直于位错线， 而 是与位错线相交成任 意角度，一般混合位 错为曲线形式， 故每 一点的滑移矢量与位 错线的交角不同。 位错线不能终止于晶体内 部，只能露头于晶体表面
《材料科学基础》CAI课件-李克
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各种位错的柏氏矢量
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《材料科学基础》CAI课件-李克
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2、柏氏矢量的物理意义
1、反映位错周围点阵畸变的总积累（包括强度和方向）
材料科学基础1-3章复习
7/4=21/12
密排六方 （c/a约为1.55~1.58 ）
•间隙化合物
RX/RM=0.23，
占据四面体间隙， CN=4
RX/RM=0.41~0.59， 占据八面体间隙， CN=6
晶体结构 bcc hcp
fcc
六方P
间隙化合物/金属
Ti, Zr, Hf
V, Nb, Ta
Gr, Mo, W
V2C, Nb2C, Ta2C Nb2N, Ta2N Mo2C, W2C TiC, ZrC, HfC
空间点阵的定义：
单胞的三个矢量（三个棱）a，b，c的长度a，b，c以及 三个棱之间的夹角α(b∧c)，β(c∧a)，γ(a∧b)这6个参数称为 点阵常数(Lattice Parameter)，它们是描述单胞特征的基本参 数。
1.3 对称性
1.3.1 对称变换(操作) 对称变换实际上就是一种对称操作。从几何意义考察 物体的对称性就是考察变换前后物体是否自身重合，如 果重合了，这种变换就是一种对称操作。
/Re
/RuOs /Fe
Mo2N, W2N VC,NbC,TaC
/Co, Rh, Ir
TiN, ZrN, HfN
VN, NbN0.94 WC, NbN
/Ni, Pd, Pt
电子浓度
4 5 6 7 7.5 8 8 8.5 9 9 10 10
3.5.1.3有序固溶体（超结构） 1. Cu3Au型
结构符号是LI2，Pearson符号是cP4
α=β=90° , γ =120 °
α=β=γ≠90 °
十 四 种 布 喇 菲 点 阵
1.4.5 晶带（Zone）及晶带(WEISS)定律
1.4.3 方向指数,平面指数
材料科学基础第三章答案
第三章1. 试述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量与结构条件。
2. 如果纯镍凝固时的最大过冷度与其熔点（tm＝1453℃）的比值为0.18，试求其凝固驱动力。
（ΔH＝-18075J/mol）3. 已知Cu的熔点tm＝1083℃，熔化潜热Lm＝1.88×103J/cm3，比表面能σ＝1.44×105 J/cm3。
（1）试计算Cu在853℃均匀形核时的临界晶核半径。
（2）已知Cu的相对原子质量为63.5，密度为8.9g/cm3,求临界晶核中的原子数。
4. 试推导杰克逊（K.A.Jackson）方程5. 铸件组织有何特点？6. 液体金属凝固时都需要过冷，那么固态金属熔化时是否会出现过热，为什么？7. 已知完全结晶的聚乙烯（PE）其密度为1.01g/cm3,低密度乙烯（LDPE）为0.92 g/cm3，而高密度乙烯（HDPE）为0.96 g/cm3，试计算在LDPE与HDPE中“资自由空间”的大小。
8欲获得金属玻璃，为什么一般选用液相线很陡从而有较低共晶温度的二元系？9. 比较说明过冷度、临界过冷度、动态过冷度等概念的区别。
10. 分析纯金属生长形态与温度梯度的关系。
11. 什么叫临界晶核？它的物理意义与与过冷度的定量关系如何？12. 简述纯金属晶体长大的机制。
13. 试分析单晶体形成的基本条件。
14. 指出下列概念的错误之处，并改正。
(1) 所谓过冷度，是指结晶时，在冷却曲线上出现平台的温度与熔点之差；而动态过冷度是指结晶过程中，实际液相的温度与熔点之差。
(2) 金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵值减少，因此是一个自发过程。
(3) 在任何温度下，液体金属中出现的最大结构起伏都是晶胚。
(4) 在任何温度下，液相中出现的最大结构起伏都是核。
(5) 所谓临界晶核，就是体系自由能的减少完全补偿表面自由能的增加时的晶胚的大小。
(6) 在液态金属中，凡是涌现出小于临界晶核半径的晶胚都不能成核，但是只要有足够的能量起伏提供形核功，还是可以成核的。