二工大材料科学基础答案.doc

材料科学基础思考题 1. 解释下列名词的义： 晶体非晶体晶格晶胞(点阵)的特点的最小组成单元称为晶胞 晶格常数a、b、c和三条棱边之间的夹角α、β、γ等六个参数来描述。称为点阵常数（晶格常数） 致密度(也称密排系数)。 晶面指数晶向指数晶体的各向异性, 不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同, 它们之间的结合力的大小也不相同, 因而金属晶体不同方向上的性能不同。这种性质叫做晶体的各向异性。 点缺陷, 不超过几个原子直径的缺陷。 线缺陷面缺陷亚晶粒 在多晶体的每一个小晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小，位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌形成晶粒，称为亚晶粒亚晶界位错。单晶体多晶体；固溶体金属间化合物固溶强化结合键 是指由原子结合成分子是指由原子结合成分子或固体的方式和结合力的大小{110}, 称为密排面;? ?????? 2. 金属键、离子键、共价键及分子键结合的材料其性能有何特点。 3. 常见的金属晶体结构有哪几种 ? 它们的原子排列和晶格常数有什么特点 ? ,一个原子处于立方体的中心, 角上八个原子与中心原子紧靠，晶格常数：a=b=c, α=β=γ=90；面心立方晶格：金属原子分布在立方体的八个角上和六个面的中心。面中心的原子与该面四个角上的原子紧靠。晶格常数：a=b=c, α=β=γ=90；密排六方晶格：十二个金属原子分布在六方体的十二个角上, 在上下底面的中心各分布一个原子, 上下底面之间均匀分布三个原子，晶格常数：用底面正六边形的边长a和两底面之间的距离c来表达, 两相邻侧面之间的夹角为120°, 侧面与底面之间的夹角为90°。??? 4. 标出图中影线所示晶面的晶面指数及 a 、 b 、 c 三晶向的晶向指数。在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面和晶向间存在着什么关系 ? 5. 画出立方晶格中 (110) 晶面与 (111) 晶面。并画出在晶格中和(111) 晶面上原子排列情况完全相同而空间位向不同的几个晶面。 . 为什单晶体具有各向异性 ? 而多晶体在一般情况下不显示各向异性 ? 在晶体中, 不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同, 它们之间的结合力的大小也不相同, 因而金属晶体不同方向上的性能不同。这种性质叫做晶体的各向异性。 非晶体在各个方向上性能完全相同, 这种性质叫非晶体的各向同性。?? 但是对于实际使用的金属, 由于其内部有许许多多个晶粒组成, 每个晶粒在空间分布的位向不同, 因而在宏观上沿各个方向上的性能趋于相同, 晶体的各向异性就显示不出来了。 7、指出体心立方、面心立方、密排六方三种晶体结构的晶格常数、晶胞原子数、原子半径与晶格常数a之间的关系、致密度、空隙类型、配位数。 答：体心立方晶格：晶格常数：a=b=c, α=β=γ=90；8×1/8+1=2(个)；晶胞中相距最近的两个原子之间距离的一半, 或晶胞中原子密度最大的方向上相邻两原子之间距离的一半称为原子半径(r原子)；； 四面体空隙和八面体空隙；体心立方晶格的配位数为8。 面心立方晶胞：晶格常数：a=b=c,α=β=γ=90；8*1/8+1/2*6=4 ；原子半径： ；致密度：0.74 (74%)；四面体空隙和八面体空隙；⑥配位数：12=3*4。 密排六方晶胞：晶格常数：用底面正六边形的边长a和两底面之间的距离c来表达, 两相邻侧面之间的夹角为120°, 侧面与底面之间的夹角为90°。??晶胞原子数?1/6*12+1/2*2+3=6; 原子半径r=1/2a; 致密度：0.74 (74%);四面体空隙和八面体空隙; 配位数：12 8、分别指出体心立方晶格、面心立方晶格的密排面和密排方向。 在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面为{110}, 原子密度最大的晶向为111, 称为密排方向.在面心立方晶格中, 密排面为{111}, 密排方向为110。 10. 实际金属晶体中存在那些晶体缺陷，对性能有什么影响。, 密度发生变化;对固体中的扩散及与扩散有关的过程(如回复与再结晶、相变及化学热处理等)起重要作用； 线缺陷:产生刃型位错、螺型位错、混合位错三种错位，位错能够在金属的结晶、塑性变形和相变等过程中形成。位错的存在极大地影响金属的机械性能，增加或降低位错密度，都能有效地提高金属强度，理想晶体的强度很高，位错的存在可降低强度，当位错大量产生后，强度又提高 面缺陷：晶界和亚晶界均可提高金属的强度。晶界越多, 晶粒越细, 金属的塑性变形能力越大, 塑性越好 11. 简述固溶体和金属间化合物在晶体结构方面的区别。12. 固溶体可分为几种类型 ? 形成固溶对合金有何影响 ? , 固溶体可分为置换固溶体与间隙固溶体两种；按溶质原子在溶剂中的溶解度，固溶体可分为有限固溶体和无限固溶体两种；按溶质原子在固溶