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第一章 原子结构与键合
1、说明量子力学中有关原子结构的玻尔模型和几率波模型。
2、给出下列离子的电子组态:Fe2+, Fe3+, Cu+, Ba2+, Br-, S2-。
3、对于K+—Cl-离子对,吸引能EA和排斥能ER分别表示为:
计算平衡距离r0和结合能E0。(提示:净能对原子间距r的微分为0时,r= r0。r的单位为nm)
4、净能有时可表示为
其中,r为离子间距,C,D和r为常数。试推出结合能E0对于平衡距离r0的表达式。
5、计算下列化合物中,离子键的百分含量:
TiO,ZnTe,CsCl,InSb,MgCl。
6、下列物质含有何种键:黄铜(brass)、橡胶(rubber)、金刚石(diamond)、SiO2、单晶Si、NaCl。
7、 HF (hydrogen fluoride)的分子量小于 HCl (hydrogen chloride),为什么HF具有比HCl更高的沸点。
8、画出下列物质单体单元的结构图:
(1)聚乙烯(polyethylene PV);
(2)聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene PTFE);
(3)聚苯乙烯(polystyrene PS);
(4)聚甲基丙烯酸甲酯 [俗]有机玻璃
(polymethyl methacrylate PMMA)。
9、(1)计算聚乙烯结构单元的分子量;
(2)聚乙烯的数均分子重量为1,000,000 g/mol,计算其数均聚合度。
10、两种聚四氟乙烯样品的密度及其晶化率如下:
i) 2.144 g/cm3, 51.3%; ii) 2.215 g/cm3, 74.2%.
计算晶态聚四氟乙烯和非晶态聚四氟乙烯的密度。
简述高分子链结构的形态特征以及与性能的定性关系。
第二章 固体结构
1、锆(Zr,Zirconium)具有HCP结构,密度为6.51 g/cm3,
(a)计算晶胞体积;
(b)如果c/a为1.593,计算c和a。
2、铑(Rh,Rhodium)的原子半径为0.1345 nm,密度为12.41 g/cm3。判定其晶体结构属于FCC,还是BCC?
3、在立方晶胞中画出下列晶向:
4、在立方晶胞中画出下列晶面:
5、确定下图中晶向和晶面的指数。
6、计算比较FCC中[100]、[110]、[111]晶向的线密度。
7、计算比较BCC中(100)、(110)晶面的面密度。
8、确定FCC铂(Platinum,Pt)的(113)晶面的一级衍射角(即n=1),X射线波长为0.1542 nm。
9、说明原子结构和晶体结构的差别。
10、解释为什么多晶材料的性质通常是各项同性。
11、解释以下基本概念
合金、相、固溶体、极限电子浓度、电子化合物、超结构。
12、试比较间隙固溶体、间隙相和间隙化合物的结构和性能特点。
7、FeAl为电子化合物,计算其电子浓度,画出晶胞及(112)面的原子排列图。
13、下列合金相为何种类型
FeCo、 Cr7C3 、Mg2Pb、 WC 、FeAl、Cu3Al、Fe4N、Fe3C。
第三章 缺陷
1、解释以下基本概念
肖脱基空位、弗仑克尔空位、刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错密度、位错的滑移及攀移、弗兰克-瑞德源、汤普森四面体、位错反应、扩展位错、表面能、界面能、重整位置点阵、失配度、对称倾侧晶界、非共格晶界。
2、计算Fe在 850o 时,每立方米体积中的空位数。 已知Fe在850o 时的空位形成能、密度及原子重量分别为1.08 eV/atom、7.65 g/cm3、55.85 g/mol
3、如图,在晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b的位错环,并受到一均匀切应力t。
(1)分析该位错环各段位错的结构类型;
(2)分析各段位错线的受力情况;
(3)在 t 的作用下,该位错环将如何运动?
4、面心立方晶体中,在(111)面上的单位位错
在(111)面上分解为两个肖克莱不全位错,请写出该位错反应,并证明所形成的扩展位错的宽度由下式给出:
(G切变模量,g 层错能)
5、判断下列位错反应能否进行?若能进行,试在晶胞上作出矢量图。
6、试分析在(111)面上运动的柏氏矢量为 的螺型位错受阻时,能否通过交滑移转移到 面中的某个面上继续运动?为什么?
7、根据晶粒的位相差及结构特点,晶界有哪些类型?有何特点属性?
8、直接观察铝试样,在晶粒内部位错密度为 5 x 1013/m2,如果亚晶间的角度为5o,试估算界面上的位错间距(铝的晶格常数为 a = 2.8 x 10-10 m
第五章 二元相图
1. 合金系统的自由度F的
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