材料科学基础答案.doc

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1、第一章：1、选择飞机机翼材料时应该考虑哪些主要性能？答：飞机机翼是一种结构材料，因此首先考虑力学性能，其次还应该考虑一些物理性质。为了能够承受作用在机翼上的应力，材料必须具有足够高的屈服强度和疲劳强度。同时由于飞行时机翼时刻处于应力及震动的循环作用下，因此疲劳特性是很重要的，物理性质主要密度和耐腐蚀性，机翼应尽可能轻，且对飞行中不同环境下的介质腐蚀具有很好的抗腐蚀性。正常情况下，机翼不会遇到冲击载荷（冲击）、高温（蠕变）和摩擦（磨损）的情况。2、为什么金属具有良好的导电性和导热性？答：因为金属中有大量自由移动的电子，自由电子对电流的阻碍作用弱，所以有良好的导电性，导热靠的

2、是自由电子传递热量（主要是通过电子间的碰撞实现的），因为电子是自由的，所以速度受到的限制小。3、白炽灯泡的灯丝由钨丝制作，为什么制造钨丝时用粉末冶金法而不用铸造法？答：金属钨的熔点非常高（3410℃），如果用铸造法，必须把钨加热到极高的温度，这样的工艺条件太苛刻。而粉末冶金工艺则是在低得多的温度下把粉末状的钨烧结成所需的形状。第二章：1、试计算等径球面心立方堆积的空间利用率。答：晶胞内球体数目为8×1/8＋6×1/2＝4。若球体半径为r，晶胞参数为a，则√2a=4r，即a=2√2r，于是空间利用率（堆积系数）PC=（4×4/3πr3）÷a3=(4×4/3πr3)÷(2√2

3、r)3=0.74052、等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？答：等径球最紧密堆积六方最紧密堆积和面心立方最紧密堆积两种。每个球体周围有8个四面体空隙和6个八面体空隙。3、解释下列概念：晶系：晶体是离子，原子或分子，按一定的空间结构排列所组成的固体，其质点在空间的分布具有周期性和对称性，因而，晶体具有规则的外形。晶胞：晶胞是从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的重复单元。晶胞参数：晶胞的形状和大小可以用上个参数来表示，此即惊爆参数。空间点阵：是从几何角度建立的一种空间构造，其结点周围的环境是相同的。米勒指数（晶面指数）：结

4、晶学中经常用（hkl）来表示一组平行晶面。离子晶体的晶格能：定义为1mol离子晶体中的正负离子，由相互远离的气态结合成离子晶体时所释放的能晶。原子半径与离子半径：原子半径是从原子核中心到核外电子的几率分布趋向于零的位置间的距离。离子半径是相邻两原子面间距离的饿一半。配位数：指一个原子（或离子）周围同种原子（或异号离子）的数目。离子极化：指在离子紧密堆积时，带电荷的离子所产生的电场，必然要对另一个离子的电子云产生吸引或排斥作用，使之产生变形的现象。同质多晶：指化学组成相同的物质，在不同的热力条件下形成结构不同的晶体的现象。类质同晶：指化学组成相似或相近的物质，在相同的热力学

5、条件下，形成的晶体具有相同的结构的现象。正尖晶石：在AB2O4尖晶石型晶体结构中，若A2+，分布在四面体空隙，而B2+分布于八面体空隙，称为正尖晶石。反正尖晶石：若A2+分布在八面体空隙，而B3+一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体空隙，通式为B（AB）O4反萤石结构：指正负离子位置恰好好与萤石结构相反的一类A2B型化合物的晶体结构。铁电效应：指具有自发极化且在外电场作用下具有电滞回线的晶体。压电效应：由于晶体在外下作用下发生变形，正负电荷中心产生相对位移，晶体总电矩发生变化造成的。4、（1）一个晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求出该晶面的米勒指数；（

6、2）一个晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的米勒指数。答：（1）h:k:l=1/2:1/3:1/6=3:2:1,∴该晶面的米勒指数为（321）；（2）（321）5、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。答：体心：原子数2，配位数8，堆积密度55.5%；　面心：原子数4，配位数6，堆积密度74.04%；　六方：原子数6，配位数6，堆积密度74.04%。6、根据半径比关系，说明下列离子与O2—配位时的配位数各是多? ro2-=0.132nm          rSi4+=0.039nm          rK+=0.13

7、3nm          rAl3+=0.057nm          rMg2+=0.078nm答：Si4+ 4；K+ 12；Al3+ 6；Mg2+ 6。第三章：1、试述位错的基本类型及其特点答：位错主要有两种：刃型位错和螺型位错。刃型位错特点：滑移方向与位错线垂直。符号上，有多余半片原子面。螺型位错特点：滑移方向与位错线平行，与位错线垂直的面不是平面，呈螺施状，称为螺型位错。2、说明下列符号的含义：　VNa，VNa’，VCl•，.(VNa’VCl•)，CaK•，CaCa，Cai••答：钠原子空位；钠离子空位，带一个单位负电