材料科学基础习题大全.docx

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材料科学基础习题大全

第一章1.作图表示立方晶体的晶面及晶向。2.在六方晶体中,绘出以下常见晶向等。3.写出立方晶体中晶面族{100},{110},{111},{112}等所包括的等价晶面。4.镁的原子堆积密度和所有hcp金属一样,为0.74。试求镁单位晶胞的体积。已知Mg的密度,相对原子质量为24.31,原子半径r=0.161nm。5.当CN=6时离子半径为0.097nm,试问:1)?当CN=4时,其半径为多少?2)?当CN=8时,其半径为多少?6.?试问:在铜(fcc,a=0.361nm)的100方向及铁(bcc,a=0.286nm)的100方向,原子的线密度为多少?7.镍为面心立方结构,其原子半径为。试确定在镍的(100),(110)及(111)平面上1中各有多少个原子。8.?石英的密度为2.65。试问:1)?1中有多少个硅原子(与氧原子)?2)?当硅与氧的半径分别为0.038nm与0.114nm时,其堆积密度为多少(假设原子是球形的)?9.在800℃时个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动,而在900℃时个原子中则只有一个原子,试求其激活能(J/原子)。10.若将一块铁加热至850℃,然后快速冷却到20℃。试计算处理前后空位数应增加多少倍(设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J)。11.设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。若该滑移面上有一正方形位错环,如果位错环的各段分别与滑移面各边平行,其柏氏矢量b∥AB。1)?有人认为“此位错环运动移出晶体后,滑移面上产生的滑移台阶应为4个b,试问这种看法是否正确?为什么?2)指出位错环上各段位错线的类型,并画出位错运动出晶体后,滑移方向及滑移量。12.设图1-19所示立方晶体中的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。晶体中有一条位错线段在滑移面上并平行AB,段与滑移面垂直。位错的柏氏矢量b与平行而与垂直。试问:1)?欲使段位错在ABCD滑移面上运动而不动,应对晶体施加怎样的应力?2)?在上述应力作用下位错线如何运动?晶体外形如何变化?13.设面心立方晶体中的为滑移面,位错滑移后的滑移矢量为。1)??在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算出其大小。2)?在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向,并写出此二位错线的晶向指数。14.??? 判断下列位错反应能否进行。1)?????2)??? 3)??? 4)???? 15.??? 若面心立方晶体中有b=的单位位错及b=的不全位错,此二位错相遇产生位错反应。1)???问此反应能否进行?为什么?2)???写出合成位错的柏氏矢量,并说明合成位错的类型。16.??若已知某晶体中位错密度。1)??由实验测得F-R位错源的平均长度为,求位错网络中F-R位错源的数目。2)???计算具有这种F-R位错源的镍晶体发生滑移时所需要的切应力。已知Ni的Pa,。17.已知柏氏矢量b=0.25nm,如果对称倾侧晶界的取向差=1°及10°,求晶界上位错之间的距离。从计算结果可得到什么结论?18.??? 由n个刃型位错组成亚晶界,其晶界取向差为0.057°。设在形成亚晶界之前位错间无交互作用,试问形成亚晶界后,畸变能是原来的多少倍(设形成亚晶界后,)?19.??? 用位错理论证明小角度晶界的晶界能与位向差的关系为。式中和A为常数。20.?简单回答下列各题。1)??空间点阵与晶体点阵有何区别?2)??金属的3种常见晶体结构中,不能作为一种空间点阵的是哪种结构?3)??原子半径与晶体结构有关。当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变化?4)?在晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环?5)?计算位错运动受力的表达式为,其中是指什么?6)?位错受力后运动方向处处垂直于位错线,在运动过程中是可变的,晶体作相对滑动的方向应是什么方向?7)位错线上的割阶一般如何形成?8)界面能最低的界面是什么界面?9)?“小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗?答案1.有关晶面及晶向附图2.1所示。2.?见附图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.?单位晶胞的体积为VCu=0.14 nm3(或1.4×10-28m3)5.(1)0.088 nm;(2)0.100 nm。6.Cu原子的线密度为2.77×106个原子/mm。Fe原子的线密度为3.50×106个原子/mm。7.1.6l×l013个原子/mm2;1.14X1013个原子/mm2;1.86×1013个原子/mm2。8.(1) 5.29×1028个矽原子/m3;?? (2) 0.33。9.9. 0

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