厦门大学材料学院 材料科学基础 习题5

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材料科学基础习题与参考答案(doc14页)完美版

材料科学基础习题与参考答案(doc14页)完美版

材料科学基础习题与参考答案(doc14页)完美版第⼀章材料的结构⼀、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离⼦键、⾦属键、组元、合⾦、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第⼆相强化。

⼆、填空题1、材料的键合⽅式有四类,分别是(),(),(),()。

2、⾦属原⼦的特点是最外层电⼦数(),且与原⼦核引⼒(),因此这些电⼦极容易脱离原⼦核的束缚⽽变成()。

3、我们把原⼦在物质内部呈()排列的固体物质称为晶体,晶体物质具有以下三个特点,分别是(),(),()。

4、三种常见的⾦属晶格分别为(),()和()。

5、体⼼⽴⽅晶格中,晶胞原⼦数为(),原⼦半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶⾯为(),晶胞中⼋⾯体间隙个数为(),四⾯体间隙个数为(),具有体⼼⽴⽅晶格的常见⾦属有()。

6、⾯⼼⽴⽅晶格中,晶胞原⼦数为(),原⼦半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶⾯为(),晶胞中⼋⾯体间隙个数为(),四⾯体间隙个数为(),具有⾯⼼⽴⽅晶格的常见⾦属有()。

7、密排六⽅晶格中,晶胞原⼦数为(),原⼦半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶⾯为(),具有密排六⽅晶格的常见⾦属有()。

8、合⾦的相结构分为两⼤类,分别是()和()。

9、固溶体按照溶质原⼦在晶格中所占的位置分为()和(),按照固溶度分为()和(),按照溶质原⼦与溶剂原⼦相对分布分为()和()。

10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有()、()、()、()。

11、⾦属化合物(中间相)分为以下四类,分别是(),(),(),()。

12、⾦属化合物(中间相)的性能特点是:熔点()、硬度()、脆性(),因此在合⾦中不作为()相,⽽是少量存在起到第⼆相()作⽤。

13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电⼦浓度分别为(),(),()。

《材料科学基础考研》材基题目整理5.5

《材料科学基础考研》材基题目整理5.5

1.铜在一定温度时会产生空位缺陷(即热缺陷),其空位形成激活能为Q=20000cal/mol ,一直铜为FCC 结构,晶格常数为3.62×10-8,R=1.99cal/mol K ,问: (1)试求单位体积内的格点数。

(2)试计算铜在室温的25℃和接近熔点的1084℃时单位体积内的空位数量。

(3)确定25℃和1084℃的时的空位密度(即格点位置上空位所占比例)。

解答:(1) 晶胞体积:V=a ³=(3.62×10-10)³=4.7438×10-29 m ³单位晶胞格点数:8×(1/8)+6×(1/2)=4因此单位体积格点数N=4/(4.7438×10-29)=8.432×10-28(2) n=Nexp (-20000/(1.99×298))=1.901×1014个接近熔点的1094℃时单位体积中的空位数量n=Nexp (-20000/(1.99×(273+1084)))=5.122×1024个(3) [Vm]=n/N=1.901×1014/8.432×1028=2.255×10-15[Vm]=n/N=5.122×1024/8.432×1028=6.075×10-42..在FCC 铁中,碳原子位于晶胞的八面体间隙位置,即每条棱的中心如(1/2,0,0)和晶胞中心(1/2,1/2,1/2)处;在BCC 铁中,碳原子占据四面体间隙位置,比如(1/4,1/2,0)处。

FCC 铁的点阵常数为0.3571nm ,BCC 铁为0.2866nm 。

设碳原子的半径为0.071nm 。

问(1)在FCC 、BCC 两种铁中,由间隙碳原子所产生的晶格畸变哪一种更明显?(2)如果所有间隙位置都被碳原子填充,则每种金属中的碳原子的含量各是多少?解:(1)参照图(a ),计算坐标位于(1/4,1/2,0)的间隙尺寸。

材料科学基础第5章部分答案

材料科学基础第5章部分答案

第5章 习题答案4. 单滑移是指只有一个滑移系进行滑移。

滑移线呈一系列彼此平行的直线。

这是因为单滑移仅有一组多滑移是指有两组或两组以上的不同滑移系同时或交替地进行滑移。

它们的滑移线或者平行,或者相交成一定角度。

这是因为一定的晶体结构中具有一定的滑移系,而这些滑移系的滑移面之间及滑移方向之间都交滑移是指两个或两个以上的滑移面沿共同的滑移方向同时或交替地滑移。

它们的滑移线通常为折线或波纹状。

只是螺位错在不同的滑移面上反复“扩展”的结果。

6吕德斯带会使低碳薄钢板在冲压成型时使工件表面粗糙不平。

其解决办法,可根据应变时效原理,将钢板在冲压之前先进行一道微量冷轧(如1%~2%的压下量)工序,使屈服点消除,随后进行冲压成型,也可向钢中加入少量Ti ,A1及C ,N 等形成化合物,以消除屈服点。

7.加工硬化是由于位错塞积、缠结及其相互作用,阻止了位错的进一步运动,流变应力ρασGb d =。

细晶强化是由于晶界上的原子排列不规则,且杂质和缺陷多,能量较高,阻碍位错的通过,210-+=Kds σσ;且晶粒细小时,变形均匀,应力集中小,裂纹不易萌生和传播。

固熔强化是由于位错与熔质原子交互作用,即柯氏气团阻碍位错运动。

弥散强化是由于位错绕过、切过第二相粒子,需要增加额外的能量(如表面能或错排能);同时,粒子周围的弹性应力场与位错产生交互作用,阻碍位错运动。

15.这是由于陶瓷粉末烧结时存在难以避免的显微空隙。

在冷却或热循环时由热应力产生了显微裂纹,由于腐蚀所造成的表面裂纹,使得陶瓷晶体与金属不同,具有先天性微裂纹。

在裂纹尖端,会产生严重的应力集中,按照弹性力学估算,裂纹尖端的最大应力已达到理论断裂强度或理论屈服强度(因为陶瓷晶体中可动位错很少,而位错运动又很困难,故一旦达到屈服强度就断裂了)。

反过来,也可以计算当裂纹尖端的最大应力等于理论屈服强度时,晶体断裂的名义应力,它和实际得出的抗拉强度极为接近。

陶瓷的压缩强度一般为抗拉强度的15倍左右。

材料科学基础A习题答案第5章

材料科学基础A习题答案第5章

材料科学基础A习题答案第5章材料科学基础A习题第五章材料的变形与再结晶1某⾦属轴类零件在使⽤过程中发⽣了过量的弹性变形,为减⼩该零件的弹性变形,拟采取以下措施:(1)增加该零件的轴径。

(2)通过热处理提⾼其屈服强度。

(3)⽤弹性模量更⼤的⾦属制作该零件。

问哪⼀种措施可解决该问题,为什么?答:增加该零件的轴径,或⽤弹性模量更⼤的⾦属制作该零件。

产⽣过量的弹性变形是因为该⾦属轴的刚度太低,增加该零件的轴径可减⼩其承受的应⼒,故可减⼩其弹性变形;⽤弹性模量更⼤的⾦属制作该零件可增加其抵抗弹性变形的能⼒,也可减⼩其弹性变形。

2、有铜、铝、铁三种⾦属,现⽆法通过实验或查阅资料直接获知他们的弹性模量,但关于这⼏种⾦属的其他各种数据可以查阅到。

请通过查阅这⼏种⾦属的其他数据确定铜、铝、铁三种⾦属弹性模量⼤⼩的顺序(从⼤到⼩排列),并说明其理由。

答:⾦属的弹性模量主要取决于其原⼦间作⽤⼒,⽽熔点⾼低反映了原⼦间作⽤⼒的⼤⼩,因⽽可通过查阅这些⾦属的熔点⾼低来间接确定其弹性模量的⼤⼩。

据熔点⾼低顺序,此⼏种⾦属的弹性模量从⼤到⼩依次为铁、铜、铝。

3、下图为两种合⾦A B各⾃的交变加载-卸载应⼒应变曲线(分别为实线和虚线),试问那⼀种合⾦作为减振材料更为合适,为什么?答:B合⾦作为减振材料更为合适。

因为其应变滞后于应⼒的变化更为明显,交变加载-卸载应⼒应变回线包含的⾯积更⼤,即其对振动能的衰减更⼤。

4、对⽐晶体发⽣塑性变形时可以发⽣交滑移和不可以发⽣交滑移,哪⼀种情形下更易塑性变形,为什么?答:发⽣交滑移时更易塑性变形。

因为发⽣交滑移可使位错绕过障碍继续滑移,故更易塑性变形。

5、当⼀种单晶体分别以单滑移和多系滑移发⽣塑性变形时,其应⼒应变曲线如下图,问A、B中哪⼀条曲线为多系滑移变形曲线,为什么?答:A曲线为多系滑移变形曲线。

这是因为多滑移可导致不同滑移⾯上的位错相遇,通过位错反应形成不动位错,或产⽣交割形成阻碍位错运动的割阶,从⽽阻碍位错滑移,因此其应⼒应变曲线的加⼯硬化率较单滑移⾼。

厦门大学材料学院 材料科学基础 习题5

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第四章作业:
(本章知识点多,计算题计算量较大,希望同学们认真复习本章讲的知识点并独
立完成作业。


1、试从自由能角度,结合图例,解释为什么会发生上坡扩散?
2、为研究稳态条件下间隙原子在面心立方金属中的扩散情况,在厚0.3mm的金属薄膜的一个端面(面积1000mm2)保持对应温度下的饱和间隙原子,另一端面
3、设有一条内径为40mm的厚壁管道,被厚度为0.2mm的铁膜隔开。

通过管
子的一端向管内输入氮气,以保持膜片一侧氮气浓度为1400mol/m3, 而另一
侧的氮气浓度为100mol/m3。

如在700℃下测得通过管道的氮气流量为2.9
×10-8mol/s,求此时氮气在铁中的扩散系数。

4、一块w(C)=0.1%的碳钢在930℃渗碳,渗到0.06cm的地方,碳的浓度达到
0.45%。

在t>0的全部时间,渗碳气氛保持表面成分为1%,假设
r
D=2.6×10-5exp(-140000/RT)(m2/s),
C
①计算渗碳时间。

②若将渗层加深2倍,则需多长时间?
③若规定w(C)=0.35%作为渗碳层厚度的量度,则在930℃时渗碳10h的渗层厚
度为870℃时渗碳10h的多少倍?
5、碳在α-Ti中的扩散系数在以下温度被确定。

①试确定公式
0exp()
D D
RT
=-是否适用;若适用,则计算出扩散常数D0和激活能Q。

②试求出500℃下的扩散系数。

材料科学基础课后习题答案

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材料科学基础课后习题答案第一篇:材料科学基础课后习题答案第1章习题1-10 纯铁点阵常数0.286nm,体心立方结构,求1cm3中有多少铁原子。

解:体心立方结构单胞拥有两个原子,单胞的体积为V=(0.286×10-8)3 cm3,所以1cm3中铁原子的数目为nFe= 122⨯2=8.55⨯10(2.86⨯10-8)31-11 一个位错环能否各部分都是螺型位错,能否各部分都是刃型位错?为什么?解:螺型位错的柏氏矢量与位错线平行,一根位错只有一个柏氏矢量,而一个位错环不可能与一个方向处处平行,所以一个位错环不能各部分都是螺型位错。

刃位错的柏氏矢量与位错线垂直,如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面,则位错环处处都是刃型位错。

这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面,这种位错又称棱柱位错。

1-15 有一正方形位错线,其柏氏矢量及位错线的方向如图1-51所示。

试指出图中各段位错线的性质,并指出刃型位错额外串原子面所处的位置。

D CA B解:由柏氏矢量与位错线的关系可以知道,DC是右螺型位错,BA是左螺型位错。

由右手法则,CB为正刃型位错,多余半原子面在纸面上方。

AD为负刃型位错,多余半原子面在纸面下方。

第二篇:会计学基础课后习题答案《会计学基础》(第五版)课后练习题答案第四章习题一1、借:银行存款400 000贷:实收资本——A企业400 0002、借:固定资产400 000贷:实收资本——B企业304 000资本公积——资本溢价0003、借:银行存款000贷:短期借款0004、借:短期借款000应付利息(不是财务费用,财务费用之前已经记过)000贷:银行存款0005、借:银行存款400 000贷:长期借款400 0006、借:长期借款000应付利息000贷:银行存款000习题二1、4月5日购入A材料的实际单位成本=(53 000+900)/980=55(元/公斤)4月10日购入A材料的实际单位成本=(89 000+1 000)/1 500=60(元)2、本月发出A材料的实际成本=(600×50+600×55)+(380×55+1 020×60)=63 000+82 100=145 100(元)3、月末结存A材料的实际成本=(600×50)+[(53 000+900)+(89 000+1 000)]-145 100=28 800(元)习题三1、借:生产成本——A产品000——B产品000贷:原材料——甲材料000——乙材料0002、借:生产成本——A产品000 ——B产品000制造费用000贷:应付职工薪酬0003、借:制造费用500贷:原材料——丙材料5004、借:制造费用000贷:银行存款0005、借:制造费用000贷:累计折旧0006、本月发生的制造费用总额=5 000+500+2 000+1 000=8 500(元)制造费用分配率=8 500/(20 000+10 000)×100%=28.33%A产品应负担的制造费用=20 000×28.33%=5 666(元)B产品应负担的制造费用=8 500-5 666=2 834(元)借:生产成本——A产品——B产品贷:制造费用7、借:库存商品——A产品贷:生产成本——A产品习题四1、借:银行存款贷:主营业务收入2、借:应收账款——Z公司贷:主营业务收入银行存款3、借:主营业务成本贷:库存商品——A产品——B产品4、借:营业税金及附加贷:应交税费——应交消费税5、借:营业税金及附加贷:应交税费6、借:销售费用贷:银行存款7、借:销售费用贷:银行存款8、借:银行存款贷:其他业务收入借:其他业务成本贷:原材料——乙材料9、借:管理费用贷:应付职工薪酬10、借:管理费用贷:累计折旧11、借:管理费用贷:库存现金12、借:财务费用贷:银行存款13、借:银行存款贷:营业外收入14、借:主营业务收入其他业务收入营业外收入666 2 834 500 47 666 47 666 80 000 80 000 201 000200 000 000 142 680 42 680000 14 000 14 000 1 400 400 3 000 000 1 000 000 4 000 000 3 000 000 4 560 560 2 000 000300300400400 3 000 000 280 000 4 000 3 000贷:本年利润287 000借:本年利润172 340贷:主营业务成本680其他业务成本000营业税金及附加400销售费用000管理费用860财务费用400 本月实现的利润总额=287 000-172 340=114 660(元)本月应交所得税=114 660×25%=28 665(元)本月实现净利润=114 660-28 665=85 995(元)习题五1、借:所得税费用贷:应交税费——应交所得税借:本年利润贷:所得税费用2、2007的净利润=6 000 000-1 500 000=4 500 000(元)借:本年利润贷:利润分配——未分配利润3、借:利润分配——提取法定盈余公积贷:盈余公积——法定盈余公积4、借:利润分配——应付现金股利贷:应付股利第五章习题一1、借:银行存款固定资产贷:实收资本——M公司——N公司2、借:原材料——A材料——B材料贷:银行存款3、借:应付账款——丙公司贷:银行存款4、借:银行存款贷:短期借款5、借:固定资产贷:银行存款6、借:生产成本——甲产品——乙产品贷:原材料——A材料——B材料 500 000500 000 1 500 000500 000 4 500 000 4 500 000450 000450 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 50 000 50 000000 50 000 50 000500 000500 000200 000200 000000 80 000000 80 0007、借:其他应收款——王军000贷:库存现金0008、借:制造费用000管理费用贷:原材料——A材料0009、借:管理费用500贷:库存现金50010、借:原材料——A材料000贷:应付账款00011、借:应付职工薪酬200 000贷:银行存款200 00012、借:银行存款320 000贷:主营业务收入——甲产品320 00013、借:应收账款250 000贷:主营业务收入——乙产品250 00014、借:短期借款200 000应付利息000财务费用000贷:银行存款209 00015、借:销售费用贷:银行存款00016、借:管理费用300贷:其他应收款——王军000库存现金30017、借:生产成本——甲产品000——乙产品000制造费用000管理费用000贷:应付职工薪酬200 00018、借:制造费用000管理费用000贷:累计折旧00019、借:生产成本——甲产品000——乙产品000制造费用000管理费用000贷:应付职工薪酬000 20、借:主营业务成本381 000贷:库存商品——甲产品196 000——乙产品185 00021、制造费用总额=5 000+10 000+35 000+1 000=51 000(元)制造费用分配率=51 000/(90 000+70 000)×100%=31.875% 甲产品应分配的制造费用=90 000×31.875%=28 687.5(元)乙产品应分配的制造费用=70 000×31.875%=22 312.5(元)借:生产成本——甲产品687.5——乙产品312.5贷:制造费用00022、甲产品的实际成本=120 000+150 000+90 000+9 000+28 687.5=397 687.5(元)借:库存商品——甲产品397 687.5贷:生产成本——甲产品397 687.523、借:主营业务收入——甲产品320 000——乙产品250 000贷:本年利润借:本年利润贷:主营业务成本管理费用销售费用财务费用24、本月利润总额=570 000-487 800=82 200(元)本月应交所得税=82 200×25%=20 550(元)借:所得税费用贷:应交税费——应交所得税借:本年利润贷:所得税费用25、本月净利润=82 200-20 550=61 650(元)提取法定盈余公积=61 650×10%=6 165(元)借:利润分配——提取法定盈余公积贷:盈余公积——法定盈余公积26、借:利润分配——应付现金股利贷:应付股利570 000 487 800381 000 53 800 50 000 000 20 550 20 550 20 550 20 550 6 165 165 30 825 30 825第三篇:《机械设计基础》课后习题答案模块八一、填空1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。

材料科学基础课后习题及参考答案

材料科学基础课后习题及参考答案

绪论1、仔细观察一下白炽灯泡,会发现有多少种不同的材料每种材料需要何种热学、电学性质2、为什么金属具有良好的导电性和导热性3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体4、铝原子的质量是多少若铝的密度为cm3,计算1mm3中有多少原子5、为了防止碰撞造成纽折,汽车的挡板可有装甲制造,但实际应用中为何不如此设计说出至少三种理由。

6、描述不同材料常用的加工方法。

7、叙述金属材料的类型及其分类依据。

8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类:黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、 Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨,为什么不用Al2O3制造铁锤晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数(晶面指数)、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、(1)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求出该晶面的米勒指数;(2)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的米勒指数。

3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与[111],(322)与[236],(257)与[111],(123)与[121],(102),(112),(213),[110],[111],[120],[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。

5、已知Mg2+半径为,O2-半径为,计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。

6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。

7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。

MgO的熔点为2800℃,NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。

8、根据最密堆积原理,空间利用率越高,结构越稳定,金钢石结构的空间利用率很低(只有%),为什么它也很稳定9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25.9%;10、金属镁原子作六方密堆积,测得它的密度为克/厘米3,求它的晶胞体积。

材料科学基础课后习题

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材料科学基础课后习题课后习题第⼀章原⼦结构与结合键1.原⼦中⼀个电⼦的空间位置和能量可⽤哪四个量⼦数来决定?2.在多电⼦的原⼦中,核外电⼦的排布应遵循哪些个原则?3.在元素周期表中,同⼀周期或同⼀主族元素原⼦结构有什么共同特点?从左到右或从上到下元素结构有什么区别?性质如何递变?4.何谓同位素?为什么原⼦量不总为整数?5.铬的原⼦序数为24,共有四种同位数:4.31%的Cr原⼦含有26个中⼦,83.76%含有28个中⼦,9.55%含有29个中⼦,且2.38%含有30个中⼦。

试求铬的原⼦量?6.铜的原⼦序数为29,原⼦量为63.54,它共有两种同位素Cu63和Cu65,试求两种铜的同位素之含量百分⽐。

7.铟的原⼦序数为49,除了4f亚层之外其它内部电⼦亚层均已填满。

试从原⼦结构⾓度来确定铟的价电⼦数。

8.铂的原⼦序数为78,它在5d亚层中只有9个电⼦,并且在5f层中没有电⼦,请问在Pt的6s亚层中有⼏个电⼦?9.已知某元素原⼦序数为32,根据原⼦的电⼦结构知识,试指出它属于哪个周期?哪个族?并判断其⾦属性强弱。

10.原⼦间的结合键共有⼏种?各⾃特点如何?11.已知Si的原⼦量为28.09,若100g的Si中有5×1010个电⼦能⾃由运动,试计算:(a)能⾃由运动的电⼦占价电⼦总数的⽐例为多少?(b)必须破坏的共价键之⽐例为多少?12.S的化学⾏为有时象6价的元素,⽽有时却象4价元素。

试解释S这种⾏为的原因。

13.⾼分⼦链结构分为近程结构和远程结构。

他们各⾃包括内容是什么?14.按分⼦材料受热的表现分类可分为热塑性和热固性两⼤类,试从⾼分⼦链结构⾓度加以解释之。

15.分别绘出甲烷(CH4)和⼄烯(C2H4)之原⼦排列与键合。

16.下图1-1绘出三类材料——⾦属、离⼦晶体和⾼分⼦材料之能量与距离关系曲线,试指出它们各代表何种材料。

参考答案1.主量⼦数n、轨道⾓动量量⼦数li、磁量⼦数mi和⾃旋⾓动量量⼦数Si。

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第四章作业:
(本章知识点多,计算题计算量较大,希望同学们认真复习本章讲的知识点并独
立完成作业。


1、试从自由能角度,结合图例,解释为什么会发生上坡扩散?
2、为研究稳态条件下间隙原子在面心立方金属中的扩散情况,在厚0.3mm的金属薄膜的一个端面(面积1000mm2)保持对应温度下的饱和间隙原子,另一端面
3、设有一条内径为40mm的厚壁管道,被厚度为0.2mm的铁膜隔开。

通过管
子的一端向管内输入氮气,以保持膜片一侧氮气浓度为1400mol/m3, 而另一
侧的氮气浓度为100mol/m3。

如在700℃下测得通过管道的氮气流量为2.9
×10-8mol/s,求此时氮气在铁中的扩散系数。

4、一块w(C)=0.1%的碳钢在930℃渗碳,渗到0.06cm的地方,碳的浓度达到
0.45%。

在t>0的全部时间,渗碳气氛保持表面成分为1%,假设
r
D=2.6×10-5exp(-140000/RT)(m2/s),
C
①计算渗碳时间。

②若将渗层加深2倍,则需多长时间?
③若规定w(C)=0.35%作为渗碳层厚度的量度,则在930℃时渗碳10h的渗层厚
度为870℃时渗碳10h的多少倍?
5、碳在α-Ti中的扩散系数在以下温度被确定。

①试确定公式
0exp()
D D
RT
=-是否适用;若适用,则计算出扩散常数D0和激活能Q。

②试求出500℃下的扩散系数。

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