西工大材料科学基础复习题答案

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1、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)+()+(011)+()，共6个等价面。{111}＝(111)+()+()+()，共4个等价面。共12个等价面。4． 单位晶胞的体积为VCu＝0.14nm3(或1.4×10-28m3)5． (1)0.088nm；(2)0.100nm。6． Cu原子的线密度为2.77×106个原子/mm。Fe原子的线密度为3.50×106个原子/mm。7． 1.

2、6l×l013个原子/mm2；1.14X1013个原子/mm2；1.86×1013个原子/mm2。8． (1)5.29×1028个矽原子/m3；  (2)0.33。9． 9.0.4×10-18/个原子。10．             1.06×1014倍。11．              (1)这种看法不正确。在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。位错环的柏氏矢量为b，故其相对滑移了一个b的距离。(2)A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错

3、，D'A'为负刃型位错。位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。12．             (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de位错线平行。(2)在上述切应力作用下，位错线de将向左(或右)移动，即沿着与位错线de垂直的方向(且在滑移面上)移动。在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b的台阶。13．             (1)，其大小为，其方向见附图2.4所示。(2)位错线方向及指数如附图2.4所示。14．            

4、 (1)能。几何条件：∑b前＝∑b后＝；能量条件：∑b前2＝>∑b后2＝(2)不能。能量条件：∑b前2＝∑b后2，两边能量相等。(3)不能。几何条件：∑b前＝a/b[557]，∑b后＝a/b[11¯1]，不能满足。(4)不能。能量条件：∑b前2＝a2 <∑b后2＝，即反应后能量升高。15．             (1)能够进行。因为既满足几何条件：∑b前＝∑b后＝，又满足能量条件：∑b前2＝>∑b后2＝(2)b合＝；该位错为弗兰克不全位错。16．             (1)假设晶体中位错线互相缠结、互相

5、钉扎，则可能存在的位错源数目个／Cm3。(2)τNi＝1.95×107Pa。17．             当θ＝1°，D＝14nm；θ＝10°，D＝1.4nm时，即位错之间仅有5～6个原子间距，此时位错密度太大，说明当θ角较大时，该模型已不适用。18．             畸变能是原来的0.75倍(说明形成亚晶界后，位错能量降低)。 19．             设小角度晶界的结构由刃型位错排列而成，位错间距为D。晶界的能量γ由位错的能量E构成，设l为位错线的长度，由附图2.5可知，由位错的能量计算可

6、知，取R＝D(超过D的地方，应力场相互抵消)，r0＝b和θ＝b/D代入上式可得：式中20．             (1)晶体点阵也称晶体结构，是指原子的具体排列；而空间点阵则是忽略了原子的体积，而把它们抽象为纯几何点。(2)密排六方结构。(3)原子半径发生收缩。这是因为原子要尽量保持自己所占的体积不变或少变[原子所占体积VA＝原子的体积(4/3πr3+间隙体积]，当晶体结构的配位数减小时，即发生间隙体积的增加，若要维持上述方程的平衡，则原子半径必然发生收缩。(4)不能。因为位错环是通过环内晶体发生滑移、环外

7、晶体不滑移才能形成。(5)外力在滑移面的滑移方向上的分切应力。(6)始终是柏氏矢量方向。(7)位错的交割。(8)共格界面。(9)否，扭转晶界就由交叉的同号螺型位错构成。1． 其比较如附表2.1所示。附表2.1 间隙固溶体与间隙化合物的比较类   别间隙固熔体间隙化合物相同点一般都是由过渡族金属与原子半径较小的C，N，H，O，B等非金属元素所组成 不同点晶体结构属于固熔体相，保持熔剂的晶格类型属于金属化合物相，形成不同于其组元的新点阵表达式用α、β、γ等表示用化学分子式MX，M2X等表示机械性能强度、硬度较低，

8、塑性、韧性好高硬度、高熔点，甥性、韧性差2． 有序固熔体，其中各组元原子分别占据各自的布拉菲点阵——称为分点阵，整个固熔体就是由各组元的分点阵组成的复杂点阵，也叫超点阵或超结构。这种排列和原子之间的结合能(键)有关。结合能愈大，原子愈不容易结合。如果异类原子间结合能小于同类原子间结合能，即EAB<(EAA十EBB)/2，则熔质原子呈部分有序或完全有序排列。有序化的推动力是混合能参量(εm＝εAB－1