材料科学基础课后习题第1-第4章

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1、《材料科学基础》课后习题答案第一章材料结构的基本知识4.简述一次键和二次键区别答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电了转移或共享以形成稳定的电了壳层，从而使原了间相互结合起来。二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。二次键是一种在原子和分子Z间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。6.为什么金展键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？答：材料的密度与结合键类型有关。一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属兀素有较高的相对原子质量；（2）金属

2、键的结合方式没有方向性,因此金屈原了总是趋于密集排列。相反，对于离了键或共价键结合的材料，原了排列不可能很致密。共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数口的限制；离了键结合时，则要满足止、负离了间电荷平衡的耍求，它们的相邻原了数都不如金展多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。9.什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。两相组织是指具有两相的组织。单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。品粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化品粒可以明显地提高材料的强

3、度，改善材料的塑性和韧性。单相组织屮，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱忧乩等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现岀性能的差异。对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其小尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。如杲弥散相的硬度明显高于基体相，则将显着提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。10.说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构和亚稳态结构Z间的关系。答：同一种材料在不

4、同条件下可以得到不同的结构，其中能量最低的结构称为稳态结构或平衡太结构，而能量相对较高的结构则称为亚稳态结构。所谓的热力学条件是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进行，或者说结构转变必须存在一个推动力，过程才能自发进行。热力学条件只预言了过程的可能性，至于过程是否真止实现，还需要考虑动力学条件，即反应速度。动力学条件的实质是考虑阻力。材料最终得到什么结构取决于何者起支配作用。如果热力学推动力起支配作用，则阻力并不大，材料最终得到稳态结构。从原则上讲，亚稳态结构有可能向稳态结构转变，以达到能量的最低状态，但这一转变必须在原了有足够活动能力的前提下才能够实现，而常温下的这种转变很

5、难进行，因此亚稳态结构仍可以保持相对稳定。第二章材料中的晶体结构1.回答下列问题：(1)在立方品系的品胞内画出具有下列密勒指数的品面和品向：(001)与[210],(111)与[112],(1T0)与[111],(132)与[123],(322)与[236](2)在立方晶系的一个晶胞中画出(111)和(H2)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。u=kJ?■&4=1?21?11v=也・12^=1?12?1w=h}k2-包«=1?11?10k、h％%k、.FTlw:v:vv=ff:ffWk2〔2〔2见bk?所以，（110）和（112）两晶而交线的晶向指数为［110］或者［110］o

6、如下图所示。6.用米勒指数表示体心立方、面心立方和密排六方结构屮的原子密排面和原子密排方向，并分别计算这些品面和品向上的原子密度。体心立方几恪丽心立力品恪{100}叫“2{110}(111)(14IU、立方.雨心立方晶格王■▲面的«:心立方易格as心立方晶各AAIK子祥列示慧EB（僚子SV长度）曲列示•田晶（原子<100>Q-Qid.iaa!d.iaa<110>单•陀JiaQ<111>孚•出屁a体心立万.曲心立方品韦主曼品向的原子拮歹.和密咬晶格类烈”排面密排方向体心立方（bcc）(110)<

7、11>面心立方（fee）(111}<110>密拮六方（hep）六方底面底血对角线&

8、回答下列问题:（1）通过计算判断（T10）、（132）、（311）晶面是否属于同一晶带？（2）求（211）和（110）晶面的晶带轴，并列出五个属于该晶带的晶面的密勒指数。（屉切2丿的求晶带轴［“网］解答提示：（1）骨先求任两面的交线,即求晶面（讪山）和u=k］h-//、v=I〕h2・Sh］、w=h］k?・h2k］再判断该晶带轴是占与另一面垂直，即是否满足uh+vk+wl=0o（2）采用以上公式求得麻，任写5个，注意h,k,l必须最小猿数化。17.简述离子晶体的结构规则。答：离子晶体的结构规则［鲍林(LP