金属学与热处理原理崔忠圻第三版课后题全部答案.pdf

第一章 金属与合金的晶体结构 1. 金属键：贡献出价电子的原子，则变成正离子，沉浸在电子云中，它们依靠运动于其间的公有化的自由电 子的静电作用而结合起来，这种结合叫做金属键，它没有饱和性和方向性。 根据金属键的本质，金属具有以下特性： 1 导电性：在外加电场的作用下，金属中的自由电子能够沿着电场方向定向运动，形成电流，从而有良 好的导电性； 2 导热性：自由电子的运动和正离子的振动使金属具有良好的导热性； 3 正电阻温度系数：当温度升高时，正离子或原子本身振动的振幅加大，可阻碍电子的通过，使电阻升 高，即表现为正电阻温度系数； 4 金属光泽：自由电子很容易吸收可见光的能量，而被激发到较高的能级，当它跳回到原有能级时，就 把吸收的可见光能量重新辐射出来，从而金属不透明，具有金属光泽； 5 延展性：金属键没有饱和性和方向性，故金属的两部分发生相对位移时，金属正离子始终被包围在电 子云中，即仍继续保持着金属键合，这样，金属就能经受变形而不断裂，具有延展性。 2. 由双原子作用模型图，R0相当于原子的平衡位置，任 何对平衡位置的偏离，都会收到一个力 （吸引力或排斥力） 的作用，促使其回到平衡位置。（此外原子间的最大结合力不 是出现在平衡位置，而是在R1位置，这个结合力与金属的理 论抗拉强度相对应。）在吸引力的作用下把远处的原子移近所 做的功能使原子的势能更低 （为负值），当原子移至平衡位置 R0时，其结合能达到最低值，此时原子的势能最低、最稳定。 任何对R0的偏移，都会使原子的势能增加，从而使原子处于 不稳定状态，原子就有力图回到低能状态，即回到平衡距离 的倾向。将上述双原子作用模型加以推广，不难理解，当大 量金属原子结合成固体时，为使固态金属具有最低的能量， 以保持其稳定状态，原子之间也必须保持一定的平衡距离， 这边是固态金属中原子趋于规则排列的重要原因。如果试图 从固态金属中把某个原子从平衡位置拿走，就必须对它做功， 以克服周围原子对它的作用力。这个要被拿走的原子周围邻 近的原子数越多，原子间的结合能就越低，能量越低的状态 是最稳定的状态，而任何系统都有自发从高能状态向低能状 态转化的趋势。因此，常见金属的原子总是自发地趋于紧密的排列。 4. 晶体结构：晶体结构是指晶体中的质点 （原子、离子、分子或原子集团）的具体排列情况，也就是晶体中的这 些质点在三维空间有规律的周期性的重复排列方式； 晶格：为了方便起见，常人为地将阵点用直线连接起来形成空间格子，称之为晶格。 晶胞：为了简便起见，可以从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元来分析阵点的排列的规律 性，这个最小的几何单元成为晶胞。 8.-2.52% 9. （112）（211）（121）（-112）（1-12）（-11-2）（2-11）（21-1）（-211）（-121）（1-21）（12-1）12个晶面 10. 11. 多晶型转变：大部分金属只有一种晶体结构，但也有少数金属如Fe、Mn、Ti、Co等具有两种或几种的晶体结 构，当外界条件 （如温度、压强）改变时，金属内部由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变称为多晶型转变。 -8.1% 12. 晶带：平行于或相交于同一直线的一组晶面叫做一个晶带。 晶带轴：晶带中平行于或相交于的那条直线叫做晶带轴。 13. （1-211）（-3211）（-1-122） 14.组元：组成合金的最基本的、独立的物质称为组元，一般来说，组元是组成合金的元素，也可以是稳定的化合物； 相：指的是合金中同一聚集状态，结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。 固溶体：合金的组元之间以不同的比例相互混合，混合后形成的固相的晶体结构与组成合金的某一组元的相同， 这种固相叫做固溶体。 固溶体的结构：固溶体仍保持着溶剂的晶格类型，但若与纯组元相比，结构还是了变化： 1 晶格畸变：由于溶质与溶剂的原子大小不同，因而形成固溶体时，必然在溶质原子附近引起局部的晶格畸 变，这种畸变的大小可以通过晶格常数的变化反映出来。对置换固溶体，当溶质原子大于溶剂原子时，晶格常 数变大，反之相反，形成间隙固溶体时，晶格常数随着溶质原子的溶入加大； 2 偏聚和有序：溶质原子在固溶体中的分布，总是在一定程度上偏离完全无序状态，存在着分布不均。当同