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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

《材料科学基础》习题

第一章材料的结构

1．试说明一个面心立方等于一个体心正方结构。

2

2．在立方系中绘出｛110｝、｛111｝晶面族所包括的晶面，及（112）和（10）晶面。

3．求（121）与（100）所决定的晶带轴和（001）与（111）所决定的晶带轴所构成的晶面的晶

面指数。

4．计算面心立方结构（111）、（110）与（100）面的面密度和面间距。

5．FeAl是电子化合物，具有体心立方点阵，试画出其晶胞，计算电子浓度，画出（112）面原

子排列图。

6．合金相VC、Fe3C、CuZn、ZrFe2属于何种类型，并指出其结构特点。

第二章晶体缺陷

1．铜的空位生成能1.7×10-19J，试计算1000℃时，1cm3铜所包含的空位数，铜的密度8.9g/cm3，

相对原子质量63.5，玻尔兹曼常数K=1.38×10-23J/K。

如图2-1所示的位错环，说明各段位错的性质，并指出刃位错多余半原子面的位置。

2．如图2-2，某晶体滑移面上有一个矢量为b的位错环，受到均匀切应力τ作用，试分

析：

该位错环各段位错的结构类型；

求各段位错所受的力；

在τ的作用下，位错环将如何运动？

在τ的作用下，位错环稳定不动，其最小半径应该多大？

3．画图说明F-R位错源位错增殖过程。

1

4．证明位错密度ρ和弯曲晶体曲率半径R的关系为ρ=Rb。

5．图3-1表示两个被钉扎的刃位错A-B、C-D，它们的长度均为x，且具有相同的位错线方向和

矢量，每个位错都可作为F-R位错源。假定这两个位错正在扩大，试问位错环在交互作用

时，是将位错运动钉扎住，还是形成一个大位错源？如果能够形成一个大位错源，试问该大位

1

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

错源开动所需临界切应力有多大？

第三章纯金属的凝固

1．若液态金属中形成一球形晶核，试证明临界晶核形成功△Gc与临界晶核体积Vc的关系为△

1

VG

2cV

Gc=－。

2．分析纯金属生长形态与温度梯度的关系。

4．细化铸件晶粒的途径有那些？为什么？

5．液态金属结晶时需要过冷，那么固态金属熔化时是否会出现过热？

第四章材料的相结构与二元相图

1．何为成份过冷？影响成份过冷的因素有那些？试述区域提纯的原理。

2．简述枝晶偏析形成过程和消除方法。

3．分析0.45%C，1.2%C和2.3%C的铁碳合金的平衡结晶过程，计算室温下组织组成物的相对

量及两相相对量。

4．根据显微组织分析，一灰口铁内石墨的体积占12%，铁素体的体积占88%，试求该合金的碳

含量。

5．简述铸锭三区的形成机理，采用什么方法可使柱状晶更发达？采用什么方法可使中心等轴晶

更发达？

6．钢中有那些常见杂质？何为钢的“热脆”？何为钢的“冷脆”？如何防止？

第五章三元相图

O

1．固态下完全不互溶的三元共晶相图如图6-1所示，分析O与合金的结晶过程，画出冷却

曲线、结晶示意图、注明反应式，并计算室温下组织组成物的相对量。

2

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

2．固态下完全不互溶的三元共晶相图如图6-2所示，画出过Am、PQ的垂直截面。若三组元的

熔点tA＞tB＞tC，请画出tB＜t＜tA温度下的水平截面。

3．