材料科学基础习题要点

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材料科学基础-复习题纲

材料科学基础-复习题纲

第一部分材料的原子结构1、原子结构与原子的电子结构;原子结构、原子排列对材料性能的影响。

原子结构:原子由质子和中子组成的原子核以及核外的电子所构成。

原子核内的中子显电中性,质子带有正电荷。

对电子的描述需要四个量子数:主量子数n:决定原子中电子能量以及与核的平均距离.角动量量子数l:给出电子在同一个量子壳层内所处的能级,与电子运动的角动量有关。

磁量子数m:给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。

自旋角动量量子数s:反映电子不同的自旋方向。

原子排列对材料性能影响:固体材料根据原子的排列可分为两大类:晶体与非晶体。

(有无固定的熔点和体积突变)晶体:内部原子按某种特定的方式在三维空间呈周期性重复排列的固体。

(常考名词解释)非晶体:指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体.(名词解释)各向异性:晶体的各向异性即沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同,这就是晶体的各向异性。

(名词解释)2、材料中的结合键的类型、本质,各结合键对材料性能的影响,键-能曲线及其应用。

(常考简答题或是论述题,很重要)一次键离子键:离子键指正、负离子间通过静电作用形成的化学键。

(无方向性和饱和性)共价键:由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。

(有方向性和饱和性)金属键:金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合二次键范德瓦耳斯力:(又称分子间作用力)产生于分子或原子之间的静电相互作用。

氢键:与电负性大、半径小的原子X(氟、氧、氮等)以共价键结合,若与电负性大的原子Y(与X相同的也可以)接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成X-H…Y形式的键,称为氢键。

(X与Y可以是同一种类原子,如水分子之间的氢键)各结合键对材料性能的影响:1.金属材料:金属材料的结合键主要是金属键。

由于自由电子的存在,当金属受到外加电场作用时,其内部的自由电子将沿电场方向作定向运动,形成电子流,所以金属具有良好的导电性;金属除依靠正离子的振动传递热能外,自由电子的运动也能传递热能,所以金属的导热性好;随着金属温度的升高,正离子的热振动加剧,使自由电子的定向运动阻力增加,电阻升高,所以金属具有正的电阻温度系数;当金属的两部分发生相对位移时,金属的正离子仍然保持金属键,所以具有良好的变形能力;自由电子可以吸收光的能量,因而金属不透明;而所吸收的能量在电子回复到原来状态时产生辐射,使金属具有光泽.金属中也有共价键(如灰锡)和离子键(如金属间化合物Mg3Sb2).2.陶瓷材料:简单说来,陶瓷材料是包含金属和非金属元素的化合物,其结合键主要是离子键和共价键,大多数是离子键。

上海交通大学材料科学基础习题与重点

上海交通大学材料科学基础习题与重点

第一章原子结构与键合1-1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪4个量子数来决定?1-2. 在多电子的原子中,核外电子的排布应遵循哪些原则?1-3. 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?1-4. 何谓同位素?为什么元素的相对原子质量不总为正整数?1-5. 铬的原子序数为24,它共有四种同位素:w(Cr)=4.31%的Cr原子含有26个中子,w(Cr)=83.76%的Cr含有28个中子,w(Cr)=9.55%的Cr含有29个中子,且w(Cr)=2.38%的Cr含有30个中子。

试求铬的相对原子质量。

1-6. 铜的原子序数为29,相对原子质量为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。

1-7. 锡的原子序数为50,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锡的价电子数。

1-8. 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?1-9. 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。

1-10. 原子间的结合键共有几种?各自特点如何?1-11.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。

图1-11-12.已知Si的相对原子质量为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?1-13. 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。

1-14. A和B元素之间键合中离子特性所占的百分比可近似的用下式表示:这里x A和x B分别为A和B元素的电负性值。

已知Ti、O、In和Sb 的电负性分别为1.5,3.5,1.7和1.9,试计算TiO2和InSb的IC%。

材料科学基础-简答题-答案要点

材料科学基础-简答题-答案要点

《材料科学基础》简答题——答案要点第二章1.硅酸盐晶体结构有何共同特点?答:(1)每一个Si4+存在于4个O2-为顶点的四面体中心,构成[SiO4]4-四面体,它是硅酸盐晶体结构的基础(2)[SiO4]4四面体的每个顶点,即O2-最多只能为两个[SiO4]4-四面体所共有(3)两个邻近的[SiO4]4-四面体之间,如果要联结,只以共顶而不以共棱或共面相联结(4)[SiO4]4-四面体中的Si4+可以被Al3+置换形成硅铝氧骨干,骨干外的金属离子容易被其它金属离子置换,置换不同的离子,对骨干的结构并无多大的变化,但对它的性能却影响很大2.简述硅酸盐晶体的分类依据是什么?可分为几类,每类的结构特点是什么?答:硅酸盐晶体结构是按晶体中硅氧四面体在空间的排列方式分为孤岛状、组群状、链状、层状和架状五类。

这五类的[SiO4]四面体中,桥氧的数目也依次由0增加至4,非桥氧数由4减至0。

硅离子是高电价低配位的阳离子,因此在硅酸盐晶体中,[SiO4]只能以共顶方式相连,而不能以共棱或共面方式相连。

3.什么是同质多晶?简述同质多晶转变的类型及其各自的特点。

答:化学组成相同的物质,在不同的热力学条件下形成结构不同的晶体现象,称为同质多晶。

根据同质多晶转变时速度的快慢和晶体结构变化的不同,可将多晶转变分为位移性转变和重建性转变。

前者仅仅是结构畸变,转变前后结构差异小,转变时并不打开任何键或改变最邻近的配位数,只是原子的位置发生少许位移,使次级配位有所改变;而后者不能简单地通过原子位移来实现,转变前后结构差异较大,必须破坏原子间的键,形成一个具有新键的结构。

4.为什么石英不同系列变体之间的转化温度比同系列变体之间的转化温度高得多?答:由于石英不同系列变体之间转变是重建性转变,涉及晶体结构中键的破裂和重建;而同一系列变体之间的转变是位移性转变,不涉及晶体结构中键的破裂和重建,仅是键长、键角的调整。

5.钛酸钡是一种重要的铁电陶瓷,其晶型是钙钛矿结构,试问:(a)属于什么点阵?(b)这个结构中离子的配位数为多少?(c)这个结构遵守鲍林规则吗?请做讨论。

《材料科学基础》考试重点及答案

《材料科学基础》考试重点及答案

《材料科学基础》考试重点及答案1晶体点阵有实际原子、离子、分子或各种原子集团,按一定几何规律的具体排列方式称为晶体结构或为晶体点阵。

2晶格用以描述晶体中原子排列规律的空间格架。

3配位数原子周围最近邻等距离的原子数目;在离子晶体里,一个正离子周围的最近邻负离子数称为配位数。

4晶体缺陷晶体中原子偏离其平衡位置而出现的不完整性区域。

5位错晶体中某处一列或若干列原子有规律的错排。

6位错反应有两个位错合成为一个新位错或有一个位错分解为几个新位错的过程。

7小角晶界两个相邻晶粒位向差小于10度的晶界称为小角晶界。

8晶面能由于晶界上原子排列不规律产生点阵畸变,引起能量升高,这部分能量称为晶面能。

9固熔体固态下一种组元熔解在另一种组元中而形成的新相。

10间隙相又称为简单间隙化合物非金属原子与过渡族原子的半径的比值小于0.59,化合物具有比较简单的结构称为间隙化合物。

11过冷度实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的温度差称为过冷度。

12均匀形核在过冷的液态金属中,依靠液态金属本身的能量变化获得驱动力由晶胚直接形核的过程。

13非均匀形核在过冷液态金属中,若晶胚是依附在其他物质表面上成核的过程。

14形核率单位时间单位体积内所形成的晶核数目。

15相图又称状态图或平衡图表示材料系统中相得状态与温度及成分之间关系的一种图形。

成分过冷这种有液相成分改变而形成的的过冷。

16伪共晶这种有非共晶成分的合金得到的共晶组织。

17包晶转变当有些合金凝固到达一定温度时,已结晶出来的一定成分的固相与剩余的液相发生反应生成另一种固相,这种转变为共晶转变。

18 扩散第一定律:单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质量(通称为扩散通量)与该截面处的浓度梯度成正比。

19 科肯道尔效应:由于两种原子扩散速度不同,导致扩散偶的一侧向另一侧发生物质静输送的性质。

20 本征扩散:以本征缺陷为媒介发生的扩散称为本征扩散。

(处于热平衡状态的晶体内部总存在一定数量的点缺陷,这类点缺陷也称为本征缺陷)。

《材料科学基础》习题及参考答案

《材料科学基础》习题及参考答案

1) 问此反应能否进行?为什么?
2) 写出合成位错的柏氏矢量,并说明合成位错的类
型。
答案
❖ 12.已知柏氏矢量b=0.25nm,如果对称倾侧晶界的
取向差=1°及10°,求晶界上位错之间的距离。从
计算结果可得到什么结论?
答案
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13
第二章
固体中的相结构
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26
一、名词解释
1.金属间化合物 答案
2.固溶体
答案
❖ 5.计算位错运动受力的表达式为,其中是指什么?
答案
返回
6
❖ 6.位错受力后运动方向处处垂直于位错线,在运动
过程中是可变的,晶体作相对滑动的方向应是什么
方向?
答案
❖ 7.位错线上的割阶一般如何形成?
答案
❖ 8.界面能最低的界面是什么界面?
答案
❖ 9. “小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这
体的类型、存在位置和固溶度(摩尔分数)。
各元素的原子半径如下:H为0.046nm,N为
0.071nm,C为0.077nm,B为0.091nm,Fe
为0.124nm, Fe为0.126 nm。
答案
返回
34
❖ 6.已知Cd,Zn,Sn,Sb等元素在Ag中的固熔度 (摩尔分数)极限分别为
它们的原子直径分别为0.3042nm,0.314nm,
①试计算A%,(A-+-B)%和(A+B+C)%的相对量。
②写出图中I和P合金的室温平衡组织。
答案
返回
79
❖ 10. 根据下图所示,Al-Mg-Mn系富Al一角的投影图, ①写出图中两个四相反应。 ②写出图中合金Ⅰ和Ⅱ的凝固过程。

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。

材料科学基础习题及参考答案

材料科学基础习题及参考答案

材料科学基础参考答案材料科学基础第一次作业1.举例说明各种结合键的特点。

⑴金属键:电子共有化,无饱和性,无方向性,趋于形成低能量的密堆结构,金属受力变形时不会破坏金属键,良好的延展性,一般具有良好的导电和导热性。

⑵离子键:大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合,以离子为结合单元,无方向性,无饱和性,正负离子静电引力强,熔点和硬度均较高。

常温时良好的绝缘性,高温熔融状态时,呈现离子导电性。

⑶共价键:有方向性和饱和性,原子共用电子对,配位数比较小,结合牢固,具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点,导电能力差。

⑷范德瓦耳斯力:无方向性,无饱和性,包括静电力、诱导力和色散力。

结合较弱。

⑸氢键:极性分子键,存在于HF,H2O,NF3有方向性和饱和性,键能介于化学键和范德瓦尔斯力之间。

2.在立方晶体系的晶胞图中画出以下晶面和晶向:(1 0 2)、(1 1 -2)、(-2 1 -3),[1 1 0],[1 1 -1],[1 -2 0]和[-3 2 1]。

3. 写出六方晶系的{1 1 -20},{1 0 -1 2}晶面族和<2 -1 -1 0>,<-1 0 1 1>晶向族中各等价晶面及等价晶向的具体指数。

的等价晶面:的等价晶面:的等价晶向:的等价晶向:4立方点阵的某一晶面(hkl)的面间距为M/,其中M为一正整数,为晶格常数。

该晶面的面法线与a,b,c轴的夹角分别为119.0、43.3和60.9度。

请据此确定晶面指数。

h:k:l=cosα:cosβ:cosγ5.Cu具有FCC结构,其密度为8.9g/cm3,相对原子质量为63.546,求铜的原子半径。

=> R=0.128nm。

6. 写出溶解在γ-Fe中碳原子所处的位置,若此类位置全部被碳原子占据,那么试问在这种情况下,γ-Fe能溶解多少重量百分数的碳?而实际上在γ-Fe中最大的溶解度是多少?两者在数值上有差异的原因是什么?固溶于γ-Fe中的碳原子均处于八面体间隙中,且γ-Fe中的八面体间隙有4个,与一个晶胞中Fe原子个数相等,所以:C wt%=12/(12+56)×100%=17.6%实际上C在γ-Fe中的最大溶解度为2.11%两者数值上有较大差异,是因为此固溶体中,碳原子尺寸比间隙尺寸大,会引起点阵晶格畸变,畸变能升高,限制了碳原子的进一步溶解。

材料科学基础---简答题【可编辑全文】

材料科学基础---简答题【可编辑全文】

可编辑修改精选全文完整版材料科学基础---简答题(总14页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第二部分简答题第一章原子结构1、原子间的结合键共有几种各自的特点如何【11年真题】答:(1)金属键:基本特点是电子的共有化,无饱和性、无方向性,因而每个原子有可能同更多的原子结合,并趋于形成低能量的密堆结构。

当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键,这就使得金属具有良好的延展性,又由于自由电子的存在,金属一般都具有良好的导电性和导热性能。

(2)离子键:正负离子相互吸引,结合牢固,无方向性、无饱和性。

因此,七熔点和硬度均较高。

离子晶体中很难产生自由运动的电子,因此他们都是良好的电绝缘体。

(3)共价键:有方向性和饱和性。

共价键的结合极为牢固,故共价键晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。

共价结合的材料一般是绝缘体,其导电能力较差。

(4)范德瓦尔斯力:范德瓦尔斯力是借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用,将原来稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。

它没有方向性和饱和性,其结合不如化学键牢固。

(5)氢键:氢键是一种极性分子键,氢键具有方向性和饱和性,其键能介于化学键和范德瓦耳斯力之间。

2、陶瓷材料中主要结合键是什么?从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊性能。

【模拟题一】答:陶瓷材料中主要的结合键是离子键和共价键。

由于离子键和共价键很强,故陶瓷的抗压强度很高、硬度很高。

因为原子以离子键和共价键结合时,外层电子处于稳定的结构状态,不能自由运动,故陶瓷材料的熔点很高,抗氧化性好、耐高温、化学稳定性高。

第二章固体结构1、为什么密排六方结构不能称为一种空间点阵【11年真题】答:空间点阵中每个阵点应该具有完全相同的周围环境。

密排六方晶体结构位于晶胞内的原子具有不同的周围环境。

如将晶胞角上的一个原子与相应的晶胞之内的一个原子共同组成一个阵点,这样得出的密排六方结构应属于简单六方点阵。

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查看文本习题一、名词解释金属键; 结构起伏; 固溶体; 枝晶偏析; 奥氏体; 加工硬化; 离异共晶; 成分过冷; 热加工; 反应扩散二、画图1在简单立方晶胞中绘出()、(210)晶面及[、[210]晶向。

2结合Fe-Fe3C相图,分别画出纯铁经930℃和800℃渗碳后,试棒的成分-距离曲线示意图。

3如下图所示,将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。

试画出轧制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。

4画出简单立方晶体中(100)面上柏氏矢量为[010]的刃型位错与(001)面上柏氏矢量为[010]的刃型位错交割前后的示意图。

5画图说明成分过冷的形成。

三、Fe-Fe3C相图分析1用组织组成物填写相图。

2指出在ECF和PSK水平线上发生何种反应并写出反应式。

3计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。

四、简答题1已知某铁碳合金,其组成相为铁素体和渗碳体,铁素体占82%,试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。

2什么是单滑移、多滑移、交滑移?三者的滑移线各有什么特征,如何解释?。

3设原子为刚球,在原子直径不变的情况下,试计算g-Fe转变为a-Fe时的体积膨胀率;如果测得910℃时g-Fe和a-Fe的点阵常数分别为0.3633nm和0.2892nm,试计算g-Fe转变为a-Fe的真实膨胀率。

4间隙固溶体与间隙化合物有何异同?5可否说扩散定律实际上只有一个?为什么?五、论述题τC结合右图所示的τC(晶体强度)—ρ位错密度关系曲线,分析强化金属材料的方法及其机制。

晶须冷塑变六、拓展题1 画出一个刃型位错环及其与柏士矢量的关系。

2用金相方法如何鉴别滑移和孪生变形?3 固态相变为何易于在晶体缺陷处形核?4 画出面心立方晶体中(225)晶面上的原子排列图。

综合题一:材料的结构1 谈谈你对材料学科和材料科学的认识。

2 金属键与其它结合键有何不同,如何解释金属的某些特性?3 说明空间点阵、晶体结构、晶胞三者之间的关系。

4 晶向指数和晶面指数的标定有何不同?其中有何须注意的问题?5 画出三种典型晶胞结构示意图,其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么?6 碳原子易进入a-铁,还是b-铁,如何解释?7 研究晶体缺陷有何意义?8 点缺陷主要有几种?为何说点缺陷是热力学平衡的缺陷?9 位错概念是在什么背景下提出的?其易动性是如何实现的?10 试述位错的性质。

11 试述博士矢量的意义。

12 与位错有关的三个力的表达式各是什么?简述其求解原理。

13 柯氏气团是如何形成的?它对材料行为有何影响?14 晶体中的界面有何共性?它对材料行为有何影响?综合题二:凝固、相结构与相图1 简述合金相的分类,固溶体与纯金属相比,有何结构、性能特点?2 固溶体与纯金属的结晶有何异同?3 试述匀晶系不平衡结晶的过程(平均成分线的形成、两种偏析)4 分析共晶系合金典型的不平衡结晶组织及其形成原因。

5 试述含碳量对平衡组织和性能的影响(相含量、形态的变化)。

6说明三元相图的水平截面、垂直截面及投影图的应用。

7 分析两种合金平衡冷却过程,指出其室温组织。

8 指出Fe-Fe3C相图中适合锻造、铸造、冷塑变、热处理加工的成分范围,说明原因。

9 什么是过冷?为何说过冷是凝固的必要条件?10分析界面结构和温度梯度对晶体生长形态的影响。

11根据凝固理论,试述细化晶粒的基本途径。

12 判断不同温度下晶核半径与自由能变化关系曲线。

13 画图说明成分过冷的形成,成分过冷对晶体生长形状有何影响?14 常见的铸锭缺陷有哪些?15 液态金属凝固时需要过冷,那么固态金属熔化时是否需要过热?为什么?16 谈谈你所了解的凝固新技术及其应用。

综合题三:扩散、塑变与再结晶1 可不可以说扩散定律实际上只有一个,为什么?2 渗碳为什么在奥氏体中而不在铁素体中进行?3 在研究纯铁渗碳时,通常假定渗碳气氛的渗碳能力足以使奥氏体的溶碳量达到饱和,且渗碳开始工件表面可迅速获得一个恒定的表面浓度C S, 此浓度在整个过程中维持不变。

(1)结合Fe-Fe3C相图,分别画出纯铁在930℃和800℃渗碳时,渗碳铁棒的成分-距离曲线示意图。

(2)选择温度低于727℃,能否达到渗碳的目的,为什么?4 试分析材料强化常用的方法、机制及适用条件。

5 为何晶粒越细、材料的强度越高,其塑韧性也越好?6 何谓单滑移、多滑移和交滑移?画出三者滑移线的形貌。

7 试分析单晶体滑移和孪生变形的异同点。

8 某面心立方晶体的可动滑移系为(111)[110]。

(1)指出引起滑移的单位位错的柏士矢量。

(2)若滑移是由纯刃型位错引起的,试指出位错线的方向。

(3)若滑移是由纯螺型位错引起的,试指出位错线的方向。

(4)指出在上述(2)、(3)两种情况下滑移时位错线的滑移方向。

5. 在六方晶系中,画图表示(110)、(010)晶面及 [113] 晶向。

并用三坐标系写出其晶向指数及晶面指数。

金属的晶体结构习题课习题(一)1.画出立方晶系{111}晶面族构成的八面体的各晶面指数。

2.标出下列各晶面和晶向指数:4. 试绘图说明hcp结构不是一种晶胞(a = b ≠ c ,α=β=γ=90o)空间点阵的原因。

5.求fcc结构中面间距d(111) 、d(110)、d(100)的大小,并指出面间距最大的晶面。

材料科学基础作业(三)一.填空题1.位错线与柏氏矢量垂直,该位错为_________ ; 位错线与柏氏矢量平行时为_______位错。

2.无限固溶体永远是________________ ;间隙固溶体永远是_____________ 。

3.位错线在晶体内部可以_________,可以形成_______ ,但不可以中止于________。

4.NaCL和CaF2晶体各属于_________________空间点阵。

5.影响置换固溶体溶解度的因素主要有_____________________________________。

6.在面心立方结构的单胞中,碳原子可以存在位置的坐标是________________,单位晶胞内最多能有_____个碳原子可以溶入单胞内。

7.间隙相和间隙化合物都是由原子半径较小的非金属元素和过渡族元素组成,它们的主要区别是____。

8.刃型位错在切应力的作用下可以进行_________运动;在垂直于半原子面的正应力的作用下可以进行____,即半原子面的_____和_____运动;正攀移机制是___________,负攀移机制为__________。

9.在切应力的作用下,当位错在晶体中滑移运动时,刃位错运动方向与b方向_____,与方向_______,与位错线________;螺型位错线的运动方向与b________,与方向_______,与位错线方向_____。

10.可滑移面是__________,刃型位错的可滑移面有_________个,这是因为________;螺型位错的可滑移面有_________个,因为_________________________________。

二.写出b=[00],位错线运动方向为 [110]位错的可滑移面,并指出是何种类型的位错?三.FeAL是电子化合物,具有体心立方结构,试计算其电子浓度值,并画出其晶体结构的单胞。

BP四.AB线为一混合型位错,其位错线方向和柏氏矢量方向如图所示。

1)试画出P点处的刃型位错和螺型位错分量。

b2)并说明是正刃还是负刃型位错及半原子面的位置?A3)说明是左螺型还是右螺型位错。

YY材料科学基础作业(四)1.图a)和图b)分别表示一对同号刃型位错和30o一对异号刃型位错。

假定位于原点的刃型位错30o固定不动,在位错滑移力(F x)的作用下,另一XX位错运动到何位置才处于稳定平衡状态?试在图中标出,并说明原因。

图a)图 b)2. 画图说明在fcc结构晶体的(11)晶面上,可以运动的单位位错的柏氏矢量有哪些?它们相应能在哪些晶面上运动?3.在面心立方结构的晶体中,沿[01]晶向上有一单位位错与沿[12]晶向的一个肖克莱部分位错反应合成一个弗兰克部分位错:(1)求合成后的弗兰克部分位错的柏氏矢量。

(2)试根据能量条件分析上述位错反应能否进行。

(3)为什么把此种位错称为固定位错?B4.在具有fcc结构的单晶体中有一ABC晶面,其晶面指数为(11):(1)A写出位于该晶面上柏氏矢量平行于的C单位位错的柏氏矢量。

(2)若该位错是螺位错,位错在运动中受阻,将交滑移到哪一个晶面上?(3)若该单位位错可在(11)晶面上分解,写出位错分解的反应式,并指出分解后的位错类型。

5.在体心立方结构晶体内的(011)晶面上有一个b1=[11]刃型位错,在(01)晶面上有一个b2=[111]刃型位错,它们分别沿所在晶面进行滑移,当彼此相遇时,能否发生位错反应?第一章纯金属的晶体结构单元练习题一.判断是非题,对的在括号中划“∨”,错的划“×”:1.布拉非点阵与晶体结构是同一概念,因此不管离子晶体,分子晶体,还是原子晶体,晶体结构类型共有14种。

()2.如果某晶面(hkl)平行于某晶向[uvw] ,晶向与晶面之间存在hu+kv+lw=1的关系()3.fcc结构中,四面体间隙数是单胞原子数的1倍。

()4.温度相同时,碳原子在-Fe中的溶解度小于在-Fe中的溶解度,这是因为-Fe的致密度小于-Fe的致密度。

()5.fcc结构的晶体中(11)晶面上含有[110]、[101]、[01]三个最密排方向。

()二.填空题1.<111>晶向族包括——————————————————————————————组晶向。

2.{110}晶面族包括——————————————————————————————组晶面。

3.晶面(12)和(10)为共带面,其晶带轴的晶向指数为————————————————。

4.fcc结构晶体的滑移面(密排晶面)是—————,滑移方向(密排晶向)是—————;bcc结构晶体的滑移面是——————,滑移方向为——————;hcp结构的滑移面是——————,滑移方向为————————。

5.某晶体的致密度为74%,该晶体的晶体结构为————————————————。

三.问答题1.画图并计算fcc和bcc结构晶体的八面体间隙半径大小。

2.画图并说明hcp结构不是一种空间点阵的原因,并计算≌1.633 。

3.作图表示(11)、(11)、(112)晶面及[11]、[112]晶向。

4.求bcc结构(111)、(100)及(110)晶面的面间距大小,并指出面间距最大的晶面。

第三章晶体结构习题课习题(二)1.判断下列位错是否能够进行:(1)a [100] +a [010] → [111] + [11](2)a [100] → [111] + [1](3) [10] +[21] → [11](4)[110] → [12] + [211]2.在面心立方晶体的(11)晶面上有b= [10]的单位位错,试问该位错的刃型分量及螺型分量应处于什么方向上?在晶胞中画出它们的方向,并写出它们的晶向指数。

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