材料科学基础习题集(新)解读.doc

第一部分：习题集 《材料科学基础》复习思考题 第一章：材料的结构 解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体固溶。、123）、（0）、（421）等晶面和[02]、[11]、[346]等晶向。 四、 立方晶系的{111}晶面构成一个八面体，试作图画出该八面体，并注明各晶面的晶面指数。 五、某晶体的原子位于正方晶格的结点上，其晶格常数a=b ， 。今有一晶面在X、Y、Z坐 标轴上的截距分别为5个原子间距、2个原子间距和3个原子 间距，求该晶面的晶面指数。 六、体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）、（111）晶面的面间距大小，并指出 面间距最大的晶面。 七、已知面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）、（111）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。 八、试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞，并求出它的晶格常数。 九、证明理想密排六方晶胞中的轴比c/a=1.633。 十、试证明面心立方晶格的八面体间隙半径r=0.414R,四面体间隙半径r=0.225R;体心立方晶格的八面体间隙半径;100晶向的r=0.154R,110晶向的r=0.633R;四面体间隙半径r=0.291R, (R为原子半径)。 十一、 a）设有一钢球模型，球的直径不变，当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时，试计算其体积膨胀。 b）经x射线测定，在912℃时，γ-Fe的晶格常数为0.3633nm, α-Fe的晶格常数为0.2892nm,当由 γ-Fe转变为α-Fe时,试求其体积膨胀,并与a)相比较,说明其差别的原因.。 十二、已知铁和铜在室温下的晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm,分别求1cm3中铁和铜的原子数。 十三、Ni的晶体结构为面心立方结构，其原子半径为r=0.1243nm，试求1cm3Ni的原子数。.Mo的晶体结构为体心立方结构，其晶格常数a=0.31468nm，试求Mo的原子半径r。面心立方结构其原子半径为r=0.12nm，试求{100}、{110}、{111}等晶面的原子密度和〈100〉、〈110〉、〈111〉等晶向的原子密度，并指出其最密排晶面和最密排晶向。（提示：晶面的原子密度为单位面积上的原子数，晶向的原子密度为单位长度上的原子数）。 十七、试计算面心立方晶格{100}、{110}、{111}等晶面的原子密度和〈100〉、〈110〉、〈111〉等晶向的原子密度，并指出其最密排晶面和最密排晶向。 十八、求金刚石结构中通过（0，0，0）和（3/4，3/4，1/3）两碳原子的晶向，及与该晶向垂直的晶面。求（121）与（100）决定的晶带轴与（001）和（111）所决定的晶带轴所构成的晶面的晶面指数。计算立方系[321]与[120]及（111）与之间的夹角。.a)算出fcc和bcc晶体中四面体间隙及八面体间隙的大小，用原子半径R表示，并注明间隙中心坐标；b)写出溶解在γ-Fe中C原子所处位置，若此类位置全部被C原子占据，那么问在此情况下，γ-Fe能溶解多少重量百分比的C？而实际上碳在铁中的最大溶解度是多少？两者在数值上有差异的原因是什么？?-Fe的溶碳能力远大于?-Fe的溶碳能力？二十三、Na+和Cl-的离子半径分别为0.nm，0.181nm，Cl具有，试求其二十四、渗碳体(Fe3C)是一种间隙化合物，它具有正交点阵结构，其点阵常数a=0.4514nm，b=0.508nm，c=0.6734nm，其密度ρ=7.66g/cm3，试求每单位晶胞中Fe原子与C原子的数目？试计算金刚石结构的致密度。解释以下基本概念肖脱基空位弗仑克尔空位型位错螺型位错柏氏矢量位错密度位错的滑移位错的攀移弗兰克-瑞德源派-纳力单位位错不全位错堆垛层错位错反应扩展位错表面能界面能对称倾侧晶界共格面非共格面内吸附.柏氏矢量柏氏矢量柏氏矢量柏氏矢量柏氏矢量柏氏矢量. 在Fe中形成1mol空位的能量为104.675kJ，试计算从20℃升温至850℃时空位数目增加多少倍？ 四、指出下图各段位错的性质,并说明型位错部分的多半原子面. 如图,某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τ. (1)分析该位错环各段位错的结构类型. (2)求各段位错线所受的力的大小及方向. (3)在τ的作用下,该位错环将如何运动? (4)在τ的作用下,若使此位错环在晶体中稳定不动,其半径应为多少?面心立方晶体中，在（111）面上的单位位错b=a/2[10]，在（111）面上分解为两个肖克莱不完全位错，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： 已知单位位错a/2[01]能与肖克莱不完全位错a/6[12]相结合形成兰克不全位错，试说明：