《材料科学基础》作业答案

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1、材料科学基础任课教师：付华FundamentalsofMaterialScience作业题答案绪论1、材料科学主要研究的核心问题是结构和性能的关系。材料的结构是理解和控制性能的中心环节，结构的最微细水平是原子结构，第二个水平是原子排列方式，第三个水平是显微组织。2.根据材料的性能特点和用途，材料分为结构材料和功能材料两大类。根据原子之间的键合特点，材料分为金属、陶瓷(无机非金属）、高分子和复合材料四大类。第一章材料的原子结构1.金属材料中原子结合以金属键为主，陶瓷材料（无机非金属材料）以共价键和离子键结合键为主，聚合

2、物材料以共价键和氢键和范德华键为主。第二章材料的结构一、填空题1、晶体是基元（原子团）以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体。2、晶体与非晶体的最根本区别是晶体原子排布长程有序，而非晶体是长程无序短程有序。3、晶胞是晶体结构中的最小单位。4、根据晶体的对称性，晶系有3大晶族，7大晶系，14种布拉菲Bravais点阵，32种点群，230种空间群。5、金属常见的晶格类型有体心立方、面心立方、密排六方。6、fcc晶体的最密排方向为<110>，最密排面为{111}，最密排面的堆垛顺序为ABCABCABCABC……。7

3、、fcc晶体的致密度为0.74，配位数为12，原子在（111）面上的原子配位数为6。8、bcc晶体的最密排方向为<111>，最密排面为{110}，致密度为0.68，配位数为8。9、晶体的宏观对称要素有对称点、对称轴、对称面。10、CsCl型结构属于简单立方格子，NaCl型结构属于面心立方格子，CaF2型结构属于面心立方格子。11、MgO晶体具有NaCl型结构，其对称型是3L44L36L29PC，晶族是高级晶族，晶系是立方晶系，晶体的键型是离子键。12、硅酸盐晶体结构中的基本结构单元是硅氧四面体[SiO4]。13、几种

4、硅酸盐晶体的络阴离子分别为[Si2O7]6-、[Si2O6]4-、[Si4O10]4-、[AlSi3O8]1-，它们的晶体结构类型分别为组群状，链状，层状，和架状。14、表征晶体中晶向和晶面的方法有解析法和图示法。（晶体投影图）二、分析计算1、（2-3）（1）晶面A在x、y、z轴上的截距分别是2a、3b和6c，求该晶面的米勒指数；（2）晶面B在x、y、z轴上的截距分别是a/3、b/2和c，求该晶面的米勒指数。所以晶面指数为（321）（2）截距倒数为：3，2，1；晶面指数为（321）2P89，2－4：OXYZP89，

5、2－4：思考！！｛111｝上的特征晶向（111）与<110><112>的关系3、写出立方晶系中晶面族｛100｝、｛110｝、｛111｝包含的等价晶面。写出<112>晶向族包含的等价晶向。{100}=（100)+(010)+(001)4、（2-9）4、（2-9）求（1）晶面（121）和（100）的晶带轴指数；晶面（100）和（010）的晶带轴指数；（2）晶向[001]和[111]确定的晶面指数；包含[010]和[100]晶向的晶面指数。4、（2-9）5、(2-11)（1）a≠b≠c、α=β=γ=90°的晶体属于什么晶

6、族和晶系？（2）a≠b≠c、α≠β≠γ=90°的晶体属于什么晶族和晶系？（3）能否据此确定这2种晶体的Bravis点阵？(1)属于正交晶系，由题中条件不能决定是什么布拉菲点阵，因为正交晶系可以有体心、面心、底心和简单正交点阵。（2）属于三斜晶系，因为三斜晶系只有一种简单点阵，可以确定布拉菲点阵是三斜点阵。6、Ni为面心立方结构，原子半径r=0.1243nm，求Ni的晶格常数和密度。解：面心立方结构在面对角线上原子相切，所以，代入条件可得，7、Mo为体心立方结构，晶格常数a=0.3147nm，求Mo的原子半径r。解：体

7、心立方结构在体对角线上原子相切，所以，82-15:CsCl中铯与氯的离子半径分别为0.167nm、0.181nm。试问（1）在CsCl内离子在<100>或<111>方向是否相接触？（2）每单位晶胞内有几个离子？（3）各离子的配位数是多少？（4）密度ρ和堆积系数（致密度）K？（1）CsCl内离子在<111>方向相接触.（2）每单位晶胞内有2个离子;（3）Cs+和Cl-离子的配位数是8.[CsCl8]或[ClCs8]配位六面体。（4）对CsCl晶体，晶体结构为简单立方，晶胞中含有一个正离子一个负离子，沿体对角线正负离

8、子相切:a=0.4018nmCsCl的密度ρ(4)CsCl的分子量为:(35.453+132.905)=168.358，阿佛加得罗常数是6.0238×1023;每个CsCl分子的质量A为：168.358/(6.0238×1023)CsCl结构：z=192-16:MgO具有NaCl型结构。Mg2+的离子半径为0.072nm，O2-的离子半径为0