金属学原理习题及答案.pdf

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1、金属学原理习题库第一章1.原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？2.在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些个原则？3.铬的原子序数为24，共有四种同位数：4.31%的Cr原子含有26个中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。试求铬的原子量。4.铜的原子序数为29，原子量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。5.已知Si的原子量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的

2、电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？6.何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？7.已知Si的相对原子质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？第二章1.试证明四方晶系中只有简单立方和体心立方两种点阵类型。2.为什么密排六方结构不能称作为一种空间点阵？3.标出面心立方晶胞中（111）面上各点的坐标。4.标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系(421)，(-123

3、)，(130)，[2-1-1]，[311]；b)六方晶系(2-1-11)，(1-101)，(3-2-12)，[2-1-11]，[1-213]。5.试计算面心立方晶体的(100)，(110)，(111)，等晶面的面间距和面致密度，并指出面间距最大的面。6.平面A在极射赤平面投影图中为通过NS及核电0°N，20°E的大圆，平面B的极点在30°N，50°W处，a)求极射投影图上两极点A、B间的夹角；b)求出A绕B顺时针转过40°的位置。7.Mo的晶体结构为体心立方结构，其晶格常数a=0.31468nm，试求Mo的原子半径r。8.I

4、n具有四方结构其原子量M=114.82，原子半径r=0.1625nm，晶格常数a=0.32517nm，c=0.49459nm，密度ρ=7.286g/cm3，试问In的单位晶胞内有多少个原子?In致密度为多少？9.Mn的同素异构体有一为立方结构，其晶格常数为0.632nm，ρ为7.26g/cm3，r为0.112nm，问Mn晶胞中有几个原子，其致密度是多少？()123,(),210(421)[102],[211],[346]10．作图表示立方晶体的晶面及晶向。[0001],[211],0[10],01[11][0121,02]1

5、1．在六方晶体中，绘出以下常见晶向等。第三章1.Nb的晶体结构为bcc，其晶格常数为0.3294nm，密度为8.57g/cm3，试求每106Nb中所含空位数目。2.若fcc的Cu中每500个原子会失去一个原子，其晶格常数为0.36153nm，试求铜的密度。3.在铁中形成1mol空位的能量为104.675KJ，试计算从20℃升温之850℃时空位数目增加多少倍？4.有两个被钉扎住的刃型位错A-B和C-D，他们的长度x相等，且有相同的b大小和方向(图3-2)。每个位错都可看作F-R位错源。试分析在其增值过程中两者间的交互作用。若能

6、形成一个大的位错源，使其开动的τc多大？若两位错b相反，情况又如何？图3-1图3-2图3-35.如图3-3所示，在相距为h的滑移面上有两个相互平行的同号刃型位错A、B。试求出位错B滑移通过位错A上面所需的切应力表达式。6.两根刃位错显得b大小相等且相互垂直(如图3-4所示)，计算位错2从其滑移面上x<=0处移至x=a处所需的能量。7.在同一滑移面上有两根平行的位错线，其柏氏矢量大小相等且相交成Φ角，假设两柏氏矢量相对位错线呈成对配置(图3-5)，试对能量角度考虑Φ在什么只是两根位错线相吸或相斥。8.图3-6所示某晶体位错面上

7、有一柏氏矢量为b的位错环并收到一均匀切应力τ的作用，a)分析各段位错线所受力的大小并确定其方向；b)在τ作用下，若要使它在晶体中稳定不动，其最小半径为多大？9.在三个平行的滑移面上有三根平行的刃型位错线A、B、C(图3-7)其柏氏矢量大小相等，AB被钉扎不能动，a)若无其它外力，仅在A、B应力场作用下，位错C向哪个方向运动？b)指出位错向上述方向运动后最终在何处停下？。10.判断下列位错反应能否进行。aaa[10]1+1[21]→[111];1)263aaa[100]→[101]+[101];2)22aaa[112]+[11

8、1]→[111];3)326aaa[100]→[111]+111[].4)2211.已知柏氏矢量b=0.25nm，如果对称倾侧晶界的取向差θ=1°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？12.如图所示，在相距为h的滑移面上有两个相互平行的同号刃型位错A、B。试求出位错B