《材料科学基础》作业题11.doc

必威体育精装版精品文档 知识共享 ！！ 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