材料科学基础作业参考答案

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1、《材料科学基础》作业参考答案第二章1．回答下列问题：（1）在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向：（001）与[210]，(111)与[112]，（10）与[111]，(32)与[123]，（2）和[236]。（2）在立方晶系的一个晶胞中画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。解答：（1）（2）首先求（111）和（112）的交线。由式（2－7），即得u=k1l2-k2l1=1x2-1x1=1v=l1h2-l2h1=1x1-2x1=-1w=h1k2-h2k1=1x1-1x1=0所以，（111）和（112）两晶面交线的晶向指数为[10]或者[10]。如下图所示。6

2、3立方晶系的{111}、{110}、{123}晶面族各包括多少晶面？写出它们的密勒指数。解答：注意：书中有重复的。如（111）与（）应为同一晶面，只是位于坐标原点的位置不同。6．（略）7．（题略）（1）(2)用公式求。(3)用公式求。（1）d(100)=0.286nmd(110)=0.202nmd(123)=0.076nm显然，d(100)最大。6(2)d(100)=0.365nmd(111)=0.211nmd(112)=0.149nm显然，d(100)最大。(3)d(110)=0.1605nmd(100)=0.278nmd(102)=0.190nm显然，d(100)最大。由（1）、（2）、

3、（3）得低指数的面间距较大，而高指数的晶面间距则较小8．回答下列问题：（1）通过计算判断（10）、（132）、（311）晶面是否属于同一晶带？（2）求（211）和（110）晶面的晶带轴，并列出五个属于该晶带的晶面的密勒指数。解答提示：（1）首先求任两面的交线，即求晶面（h1k1l1）和（h2k2l2）的求晶带轴[uvw]u=k1l2-k2l1、v=l1h2-l2h1、w＝h1k2-h2k1再判断该晶带轴是否与另一面垂直，即是否满足uh＋vk＋wl＝0。（2）采用以上公式求得后，任写5个，注意h,k,l必须最小整数化。10．（题略）利用公式（2－12）（2－13）求。正负离子之间的距离：R0＝

4、R++R-=23.1nm单价离子半径：RNa+=Cn/(Z1-σ)=Cn/(11-4.52)＝Cn/6.48单价离子半径：RF-=Cn/(Z2-σ)=Cn/(9-4.52)＝Cn/4.48所以，Cn=61.186从而，RNa+=9.44nmRF-=13.66nm答：略。18．（题略）注意写详细一些。第四章2．（题略）解答提示：利用公式（4－1）解答。取A＝1，则,6=1.38x10-23x1073xln()=1.763x10-19(J/atom)4.（题略）由几何条件，如果有，a/2[11]+a/2[11]→a[001]反应前∑b2为3/2a2,反应后∑b2为a2，位错能反应。所以，另一条位

5、错的柏氏矢量为a/2[11]。7．（题略）注：应分段说明。O1,23,4S为螺型位错，12，34为刃型位错。OS中弯折的位错线是扭折，可以通过位错自身的滑移而消除。O’S’是割阶，不容易消除而形成空位。10．（题略）（1）∨（2）x（3）x（4）x（具体解答过程略）11．（题略）（1）能。符合位错反应的几何条件和能量条件。位错反应式为：a/2[01]+a/6[12]→a/3[11]注意如果写成a/2[01]→a/6[12]+a/3[2]时显然不合题意，此反应是不能进行的。（2）合成位错的柏氏矢量是a/3[11]，是不全位错。14．（略）18．（题略）（1）依题意，晶界能之间应该有以下关系成立

6、：故0.25J/m260.326J/m20.5J/m2（2）讨论（略）。注意第二相出现时，界面能随着与其基体夹角的增大而增大，从而角度大的第二相在热力学上是一种不稳态，第二相倾向于小角度出现。第五章3．（题略）（1）见教材P141，P146，注意写详细点。（2）MnS：正常价化合物，钢铁中的有害夹杂物，使之易脆，降低韧性。Fe3C:间隙化合物，正交晶系结构，钢铁中的常见强化相。Mg2Si:正常价化合物，具有离子键特征，是铝合金中常见的强化相。SiC:正常价化合物，具有共价键特征，常用作复合材料的增强粒子。Cu31Sn8:电子化合物，复杂立方，具有金属键特征Fe4N:间隙化合物，面心立方，强化

7、相。WC:间隙化合物，简单立方，强化相。Cr23C6:间隙化合物，复杂立方，强化相。5．（题略）提示：根据已知条件，利用杠杆定律算出520℃时的液相点50％，和400℃时的液相点20％，在加上各自的熔点，利用以上关键点，连接成线，即得相图。6．（题略）利用杠杆定律得到各个关键点，连线即得。9．（题略，强烈建议抄铁碳合金相图）分析参见教材亚共析钢部分P181－182。结晶组织过程示意图参考图5－50。冷却曲线注