材料科学基础课后习题答案.pdf

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1、材料科学基础部分课后习题参考答案中南大学郑子樵第一章、材料的结构2.晶体结构=空间点阵+实际原子（原子团等）3．原子个数致密度配位数r与a的关系密排方向面fcc40.741234ar=｛111｝<110>bcc20.68824ar={110}<111>hcp60.7412a=2r{0001}<1120>4．对于简单立方晶体：aNd=，原子密度p=hkl222++S3对于（111）：da=3在计算面心立方晶体的晶面间距时，须考虑晶面层影响，此时13dda==，026。。6018032N=×33=+×2,Sa=。。360360243所以：p=23a232对于（110）：da=,p

2、=0242a12对于（100）：da=,p=022a6.计算法：由(110)和(112)确定的晶带轴：(110)(112)×=(222)(222)(132)•=6≠0所以三个晶面不属于同一晶带轴。9.利用夹角公式hh++kkll122233cosθ=222222()hklhkl++()++11122266（1）.cosθθ==arccos3333cosθθ==arccos（2）3310.面间距公式：1d=2422l()hh+++kk23c把(1120)换成三坐标的（330）得出d=0.04442nm把(2131)换成三坐标的（541）得出d=0.0295nm第二章、空位与位错

3、2.2由下列公式算的tuuc−+re==vktkt00cv2.3nue=Aexp(•−)Nkt2.5(1)位错环上的最前最后点为刃型位错，最左最右为螺型位错，其它为混合位错。（2）位错受力为Fb=τ，方向为垂直位错线。（3）位错线将扩展GbGb（4）τ=⇒R=min22Rτ2.6Gbb12Fb=−τ=−122rr1Gbb312−9WF=−∫dr=−ln=1.7610×J2Π100r02.7（1）（100）面的螺型位错形成刃型扭折，（001）面的刃型位错形成刃型割阶（2）两个面内的位错都形成刃型割阶第四章4.3234∆=Π−Π∆Gr4σrGv3∂∆G*2σ=⇒=0r∂∆rGv*

4、*1∆=∆GVGmaxv24.52σTmrn=95mkHT∆m材料科学基础习题一、（共40分，每小题5分）1.指出下面四个图中A、B、C、D所代表的晶向和晶面cz3/41/2BCDAByAaC31/2a2x1/2a1z1/4BcC3/41/2y2/3A3/2Bx1/2a3ACa2a12.写出镍（Ni，FCC）晶体中面间距为0.1246nm的晶面族指数。镍的点阵常数为0.3524nm。3.根据位错反应必须满足的条件，判断下列位错反应在FCC中能否进行，并确定无外力作用时的反应方向：111（1）[101]⇔[211]+[112]266111（2）[112]+[111]⇔[111]

5、326111（3）[112]+[110]⇔[111]6634.指出下列材料所属的点阵类型。γ-Fe；碱金属；Mg；Cu；NaCl；贵金属；金刚石；Cr。5.在FCC、BCC和HCP晶胞中分别画出任一个四面体间隙；并指出其中心的坐标：FCC；BCC；HCP；每个晶胞中的八面体间隙数量为：FCC个；BCC个；HCP个。6.体心单斜是不是一种独立的布拉菲点阵，请说明理由。7.GaAs和GaN分别为闪锌矿和纤锌矿结构，请分别画出二者的一个晶胞。8.由600℃降至300℃时，锗晶体中的空位平衡浓度降低了六个数量级。试计算锗晶体中的－5空位形成能（波尔兹曼常熟κ＝8.617×10eV/K

6、）二、（15分）有一单晶铝棒，棒轴为[123]，今沿棒轴方向拉伸，请分析：（1）初始滑移系统；（2）双滑移系统（3）开始双滑移时的切变量γ；（4）滑移过程中的转动规律和转轴；（5）试棒的最终取向（假定试棒在达到稳定取向前不断裂）。v三、（10分）如图所示，某晶体滑移面上有一柏氏矢量为b的圆环形位错环，并受到一均匀切应力τ的作用。（1）分析各段位错线受力情况，并在图上标示受力方向；（2）在τ作用下，若要使该位错环在晶体中稳定不动，其最小半径为多大？2（提示：位错线张力T＝αGb）τDACBτ【参考答案】一、1.（1）A：[101]B：[122]C：[434]D：[021]（2）

7、A：[2116]B：[1213]C：[2113]（3）A：(364)B：(340)C：(346)（4）A：(1101)B：(0003)C：(1100)2.解：222由d=ah+k+l得222h+k+l=8∴晶面族指数为{220}3.解：（1）可以，向右进行（2）不可以（3）可以，向左进行010100001101100vF111111011110110010（1）FCC滑移系统为{111}<110>根据映象规则，初始滑移系统为(111)[101]（2）单滑移时试样轴应转向[101]转轴为[123]×[10