《材料科学基础》课后习题(西工大版)

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1、第一章1.       作图表示立方晶体的晶面及晶向。2.       在六方晶体中，绘出以下常见晶向等。3.       写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。4.       镁的原子堆积密度和所有hcp金属一样，为0.74。试求镁单位晶胞的体积。已知Mg的密度，相对原子质量为24.31，原子半径r=0.161nm。5.       当CN=6时离子半径为0.097nm，试问：1)       当CN=4时，其半径为多少？2)       当CN=8时，其半径为多少？6.       试问：在铜（fcc

2、,a=0.361nm）的<100>方向及铁(bcc,a=0.286nm)的<100>方向,原子的线密度为多少？7.       镍为面心立方结构，其原子半径为。试确定在镍的（100），（110）及（111）平面上1中各有多少个原子。8.       石英的密度为2.65。试问：1)       1中有多少个硅原子（与氧原子）？2)       当硅与氧的半径分别为0.038nm与0.114nm时，其堆积密度为多少（假设原子是球形的）？9.       在800℃时个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动，而在900℃时个原子中则只有一个原子，试求其激

3、活能（J/原子）。10.   若将一块铁加热至850℃，然后快速冷却到20℃。试计算处理前后空位数应增加多少倍（设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J）。11.   设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。若该滑移面上有一正方形位错环，如果位错环的各段分别与滑移面各边平行，其柏氏矢量b∥AB。1)       有人认为“此位错环运动移出晶体后，滑移面上产生的滑移台阶应为4个b,试问这种看法是否正确？为什么？2)       指出位错环上各段位错线的类型，并画出位错运动出晶体后，滑移方向及滑移量。12.   设图1-19

4、所示立方晶体中的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。晶体中有一条位错线段在滑移面上并平行AB，段与滑移面垂直。位错的柏氏矢量b与平行而与垂直。试问：1)       欲使段位错在ABCD滑移面上运动而不动，应对晶体施加怎样的应力？2)       在上述应力作用下位错线如何运动？晶体外形如何变化？13.   设面心立方晶体中的为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为。1)       在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算出其大小。2)       在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数。14.   判断下列位错反应能否

5、进行。1)       2)       3)       4)       15.   若面心立方晶体中有b=的单位位错及b=的不全位错，此二位错相遇产生位错反应。1)       问此反应能否进行？为什么？2)       写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的类型。16.   若已知某晶体中位错密度。1)       由实验测得F-R位错源的平均长度为，求位错网络中F-R位错源的数目。2)       计算具有这种F-R位错源的镍晶体发生滑移时所需要的切应力。已知Ni的Pa，。17.   已知柏氏矢量b=0.25nm，如果对称倾侧晶界的取向差=1

6、°及10°，求晶界上位错之间的距离。从计算结果可得到什么结论？18.   由n个刃型位错组成亚晶界，其晶界取向差为0.057°。设在形成亚晶界之前位错间无交互作用，试问形成亚晶界后，畸变能是原来的多少倍（设形成亚晶界后，）？19.   用位错理论证明小角度晶界的晶界能与位向差的关系为。式中和A为常数。20.   简单回答下列各题。1)       空间点阵与晶体点阵有何区别？2)       金属的3种常见晶体结构中，不能作为一种空间点阵的是哪种结构？3)       原子半径与晶体结构有关。当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变化？4)       在

7、晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环？5)       计算位错运动受力的表达式为，其中是指什么？6)       位错受力后运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向应是什么方向？7)       位错线上的割阶一般如何形成？8)       界面能最低的界面是什么界面？9)       “小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗？　答案：1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。2． 见附图2.2所示。3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。{110}＝(110)十()+(101)+()+

8、(011)+()，共6个等价面。{111}＝(111)+()+()+()，共4个