西工大材料科学础复习题答案.doc

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西工大材料科学础复习题答案

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

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