西工大材料科学础复习题答案.doc

1．? 2.1所示。 2．? 2.2所示。 3．? {100}(100)十(010)+(001)，共3个等价面。{110}＝(110)十()+(101)+()+(011)+()，共6个等价面。{111}＝(111)+()+()+()，共4个等价面。共12个等价面。 4．? VCu＝0.14 nm3(或1.4×10-28m3) 5．? (1)0.088 nm(2)0.100 nm。 6．? Cu2.77×106个原子/mm。Fe原子的线密度为3.50×106个原子/mm。 7．? 1.6ll013个原子/mm2；1.14X1013个原子/mm2；1.86×1013个原子/mm2。 8．? (1) 5.291028个矽原子/m3；?? (2) 0.33。 9．? 9. 0.410-18/个原子。 10．????????????? 1.061014倍。 11．????????????? ?(1) b，故其相对滑移了一个b的距离。(2) AB为右螺型位错，CD为左螺型位错；BC为正刃型位错，DA为负刃型位错。位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。 12．????????????? (1)τ0，的方向应与de位错线平行。(2)在上述切应力作用下，位错线de将向左(或右)移动，即沿着与位错线de垂直的方向(且在滑移面上)移动。在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b的台阶。 13．????????????? (1)，其方向见附图2.4所示。(2) 位错线方向及指数如附图2.4所示。 14．????????????? (1) b前＝∑b后＝；能量条件：∑b前2＝∑b后2＝(2) 不能。能量条件：∑b前2＝∑b后2，两边能量相等。(3) 不能。几何条件：∑b前＝a/b[557]，∑b后＝a/b[11ˉ1]，不能满足。(4) 不能。能量条件：∑b前2＝a2 ? ∑b后2＝，即反应后能量升高。 15．????????????? (1) b前＝∑b后＝，又满足能量条件：∑b前2＝∑b后2＝(2) b合＝；该位错为弗兰克不全位错。 16．????????????? (1)个／Cm3。(2) τNi＝1.95×107 Pa。 17．????????????? θ＝1°，D＝14 nm；θ＝10°，D＝1.4 nm时，即位错之间仅有5～6个原子间距，此时位错密度太大，说明当θ角较大时，该模型已不适用。 18．????????????? 0.75倍 (说明形成亚晶界后，位错能量降低)。 ? 19．????????????? D。晶界的能量γ由位错的能量E构成，设l为位错线的长度，由附图2.5可知， 由位错的能量计算可知， 取R＝D (超过D的地方，应力场相互抵消)，r0＝b和θ＝b/D代入上式可得： 式中 20．????????????? (1)(2) 密排六方结构。(3) 原子半径发生收缩。这是因为原子要尽量保持自己所占的体积不变或少变 [原子所占体积VA＝原子的体积(4/3πr3+间隙体积]，当晶体结构的配位数减小时，即发生间隙体积的增加，若要维持上述方程的平衡，则原子半径必然发生收缩。(4) 不能。因为位错环是通过环内晶体发生滑移、环外晶体不滑移才能形成。(5) 外力在滑移面的滑移方向上的分切应力。(6) 始终是柏氏矢量方向。(7) 位错的交割。(8) 共格界面。(9) 否，扭转晶界就由交叉的同号螺型位错构成。 1．? 2.1所示。 附表2.1? 间隙固溶体与间隙化合物的比较 类? ??别 间隙固熔体 间隙化合物 相 同 点 一般都是由过渡族金属与原子半径较小的C，N，H，O，B等非金属元素所组成 ? 不同点 晶体结构 属于固熔体相，保持熔剂的晶格类型 属于金属化合物相，形成不同于其组元的新点阵 表达式 用α、β、γ等表示 用化学分子式MX，M2X等表示 机械性能 强度、硬度较低，塑性、韧性好 高硬度、高熔点，甥性、韧性差 2．? 这种排列和原子之间的结合能(键)有关。结合能愈大，原子愈不容易结合。如果异类原子间结合能小于同类原子间结合能，即EAB (EAA十EBB)/2，则熔质原子呈部分有序或完全有序排列。 有序化的推动力是混合能参量(εm＝εAB－1/2(EAA+EBB))εm 0，而有序化的阻力则是组态熵；升温使后者对于自由能的贡献(-TS)增加，达到某个临界温度以后，则紊乱无序的固熔体更为稳定，有序固熔体消失，而变成无序固熔体。 3．? Ag中的固熔度(摩尔分数)受原子价因素的影响，即价电子浓度e/a是决定固熔度(摩尔分数)的一个重要因素。它们的原子价分别为2，3，4，5价，Ag为1价，相应的极限固熔度