自编教材题解

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1、自编教材第二章作业题解1.纯金属晶体中的主要缺陷有哪几种？这些点缺陷对金属的结构和性能有哪些影响？2.设铜中空位周围原子的振动频率为1013s-1，⊿Em为0.15γTM10-18J，exp(⊿Sm/k)约为1，试计算在700K和室温(27℃)时空位的迁移频率。解：空位的迁移频率3.在铁中形成1mol空位的能量为105KJ。将纯铁加热到850K后激至室温（20℃），假如高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡浓度的比值。解：,取A=14.若H原子正好能填入a-Fe的间隙位置，而如果每2

2、00个铁原子伴随着一个H原子，试求理论的和平均的密度与致密度(已知a-Fe  a=0.286nm，rFe=0.1241nm，rH=0.036nm)。解：1.MgO的密度为3.58g/cm3，其晶格常数为0.42nm，试求每个MgO单位晶胞内所含的肖托基缺陷之数目。解；设单位晶胞内所含的肖托基缺陷数为个，2.若Fe2O3固溶于NiO中，其质量分数w(Fe2O3)=10%。此时,部分3Ni2+被（2Fe3++□）取代以维持电荷平衡。已知rO2-=0.140nm，rNi2+=0.069nm，rFe3+=

3、0.064nm，求1m3中有多少个阳离子空位数？解：根据其固溶度，100g固溶体中则有10g的Fe2O3，90g的NiO。因为NiO具有NaCl型结构，CN=6，且，故可视为为10%时母体的NaCl型结构不变，因此由于美单位晶胞含有4个和4个，故中含有氧离子数为而在此固溶度条件下，每的氧离子同时含有的和的阳离子空位数，所以固溶体中含有阳离子空位数为3.画一个方形位错环并在这个平面上画出柏氏矢量及位错线方向，使柏氏矢量平行于位错环的任意一条边，据此指出位错环各线段的性质。（略）4.画一个圆形位错环并

4、在这个平面上画出它的柏氏矢量及位错线方向，据此指出位错环各线段的性质。（略）5.试说明滑移、攀移及交滑移的条件、过程和结果，并阐述如何确定位错滑移运动的方向。（略）1.何谓全位错、单位位错、不全位错？指出几种典型金属晶体中单位位错的柏氏矢量。（略）2.如图2-1表示两根纯螺位错，一个含有扭折，而另一个含有割阶。从图上所示的箭头方向为位错线的正方向，扭折部分和割阶部分都为纯刃型位错。a)若图示滑移面为fcc的(111)面，问这两对位错线段中(指割阶和扭折)，哪一对比较容易通过他们自身的滑移而去除？b

5、)解释含有割阶的螺型位错在滑动时是怎样形成空位的。图2.1解：a)由于扭折处于原位错所在滑移面上，在线张力的作用下可通过它们自身的滑移而去除。割阶则不然，它与原位错处于不同的面上，fcc的易滑移面为（111），割阶的存在对原位错的运动必定产生阻力，故也难以通过原位错的滑移来去除。b)1’2’和3’4’段均为刃型割阶，并且在1’2’的左侧多一排原子面，在3’4’的右侧多一排原子面，若随着位错线0’5’的运动，割阶1’2’向左运动或割阶3’4’向右运动，则沿着这两段割阶所扫过的面积会产生厚度为一个原子

6、层的空间群。3.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)。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？解；两位错在外力作用下将向上弯曲并不断扩大，当他们扩大相遇时，将于相互连接处断开，放出一个大的位错环。新位错的长度为，将之代人公式，F-R源开动所需的临界切应力若两位错A-B和C-D的b相反时，在它们扩大靠近时将相互产生斥力，从而使位错环的扩展阻力增大，并

7、使位错环的形状发生变化。随着位错环的不断扩展，斥力越来越大，最后将完全抑制彼此的扩展运动而相互钉扎。4.如图2-3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。解；两平行位错间相互作用力中，项为使其沿滑移面上运动的力（直角坐标与圆柱坐标间换算：）（三角函数；，，）求出的零点和极值点（第一象限）两位错互不受力，处于力的平衡状态；两位错互不受力，处于力的平衡状态；同号位错最大斥力，异号位错最大引力，其值为；同号位错最大斥力，异号位错最

8、大引力，其值为；图2.3图2.21.若面心立方晶体中有b=的单位位错以及b=的不全位错，此两位错相遇产生位错反应。（1）此反应能否进行？为什么？（2）写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的性质。解：（1）反应式为：验证其能量条件：反应前反应后反应前能量＞反应后能量，此反应可进行。（2）合成位错的柏氏矢量为，该位错垂直于（111）面，是费兰克不全位错（固定位错），不能滑移，只能攀移。1.已知金晶体的G=27GPa，且晶体上有一直刃位错b=0.2888nm，试作出此位错所产生的最大分