2012《材料科学基础》答案

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1、....绪论•1、材料科学主要研究的核心问题是结构和性能的关系。•材料的结构是理解和控制性能的中心环节，结构的最微细水平是原子结构，第二个水平是原子排列方式，第三个水平是显微组织。•2.根据材料的性能特点和用途，材料分为结构材料和功能材料两大类。•根据原子之间的键合特点，材料分为金属、陶瓷(无机非金属）、高分子第一章材料的原子结构•复合材料四大类。••1.金属材料中原子结合以金属键为主，•陶瓷材料（无机非金属材料）以共价键和离子键结合键为主，聚合物材料以共价键和氢键和范德华键为主。第二章材料的结构一、填空题•1、晶体是

2、基元（原子团）以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体。•2、晶体与非晶体的最根本区别是晶体原子排布长程有序，而非晶体是长程无序短程有序。•3、晶胞是晶体结构中的最小单位。•4、根据晶体的对称性，晶系有3大晶族，7大晶系，14种布拉菲Bravais点阵，32种点群，230种空间群。•5、金属常见的晶格类型有体心立方、面心立方、密排六方。•6、fcc晶体的最密排方向为<110>，最密排面为{111}，最密排面的堆垛顺序为ABCABCABCABC……。•7、fcc晶体的致密度为0.74，配位数为12，原子在（111）

3、面上的原子配位数为6。•8、bcc晶体的最密排方向为<111>，最密排面为{110}，致密度为0.68，配位数为8。•9、晶体的宏观对称要素有对称点、对称轴、对称面。•10、CsCl型结构属于简单立方格子，NaCl型结构属于面心立方格子，CaF2型结构属于面心立方格子。•11、MgO晶体具有NaCl型结构，其对称型是3L44L36L29PC，晶族是高级晶族，晶系是立方晶系，晶体的键型是离子键。•12、硅酸盐晶体结构中的基本结构单元是硅氧四面体[SiO4]。•13、几种硅酸盐晶体的络阴离子分别为[Si2O7]6-、[Si

4、2O6]4-、[Si4O10]4-、[AlSi3O8]1-，它们的晶体结构类型分别为组群状，链状，层状，和架状。•14、表征晶体中晶向和晶面的方法有解析法和图示法。（晶体投影图）二、分析计算1、（2-3）（1）晶面A在x、y、z轴上的截距分别是2a、3b和6c，求该晶面的米勒指数；（2）晶面B在x、y、z轴上的截距分别是a/3、b/2和c，求该晶面的米勒指数。解：（1）由已知所以晶面指数为（321）（2）晶面指数为（321）3、写出立方晶系中晶面族｛100｝、｛110｝、｛111｝包含的等价晶面。写出<112>晶向族包

5、含的等价晶向。学习参考....解：4、（2-9）求（1）晶面（121）和（100）的晶带轴指数；晶面（100）和（010）的晶带轴指数；（2）晶向[001]和[111]确定的晶面指数；包含[010]和[100]晶向的晶面指数。解：（1）（121）和(100)面所在的晶带的晶带指数为，所以晶带指数为[01]（100）和（010）面所在的晶带的晶带指数为，所以晶带指数为[00]或写为[001]（2）[001]和[111]晶向所决定的晶面的晶面指数为，所以晶面指数为（10）或（10）[010]和[100]晶向所决定的晶面的晶

6、面指数为，所以晶面指数为（00）或（001）5、（2-11）（1）a≠b≠c、α=β=γ=90°的晶体属于什么晶族和晶系？（2）a≠b≠c、α≠β≠γ=90°的晶体属于什么晶族和晶系？（3）能否据此确定这2种晶体的Bravis点阵？解：(1)属于正交晶系，由题中条件不能决定是什么布拉菲点阵，因为正交晶系可以有体心、面心、底心和简单正交点阵。（2）属于三斜晶系，因为三斜晶系只有一种简单点阵，可以确定布拉菲点阵是三斜点阵。6、Ni为面心立方结构，原子半径r=0.1243nm，求Ni的晶格常数和密度。;解：面心立方结构在面对

7、角线上原子相切，所以，代入条件可得，7、Mo为体心立方结构，晶格常数a=0.3147nm，求Mo的原子半径r。解：体心立方结构在体对角线上原子相切，所以，学习参考....8、（2-15）CsCl中铯与氯的离子半径分别为0.167nm、0.181nm。试问（1）在CsCl内离子在<100>或<111>方向是否相接触？（2）每单位晶胞内有几个离子？（3）各离子的配位数是多少？（4）密度ρ和堆积系数（致密度）K？解：对氯化铯晶体，晶体结构为简单立方，晶胞中含有一个正离子一个负离子，沿体对角线正负离子相切，所以对角线长度，所以

8、堆积系数=9、（2-16）MgO具有NaCl型结构。Mg2+的离子半径为0.072nm，O2-的离子半径为0.140nm。试求MgO的密度ρ和堆积系数（致密度）K。解：氧化镁结构为面心立方，晶胞中有四个正离子和四个负离子，沿棱边方向正负离子相切，所以边长堆积系数=0.68410、（2-24）下列硅酸盐化合物属于什么结构类型？，，，