材料科学基础答案(矿大).ppt

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1、习题一:(P51)1.（421）（123）2021/8/142.计算f.c.c{100}、{110}、{111}面间距2021/8/143.计算f.c.c{110}面密度，<110>线密度2021/8/144.在面上绘出晶向zx1x3x22021/8/145.画六方系中的常见晶向zx1x3x22021/8/146.下述电子排列方式中，哪一个是惰性元素、卤族元素、碱族、碱土族元素及过渡金属?①ls22s22p63s23p63d74s2过渡②ls22s22p63s23p6惰性③1s22s22p5卤族④ls22s22p63s2碱土⑤ls22s

2、22p63s23p63d24s2过渡⑥ls22s22p63s23p64s1碱族2021/8/147．为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高?答：①由质量较大，半径较小的金属原子构成。②金属键无方向性和饱和性，密堆结构能量较低，稳定。2021/8/14作业2：1、计算离子晶体中配位数为3和4的最小离子半径比r+／r-。r++r-r-2021/8/142、已知NaF核间距为0.231nm，F-半径为0.133nm，求正负离子的配位数，说明晶体结构特征（空间点阵、结构单元、晶胞中原子数）。r+=r0-r-=0.231-0.13

3、3=0.098r+/r-=0.737查上表，n＋=n-＝8，立方体间隙；空间点阵:简单立方结构单元:NaF晶胞中原子数1Na+1FNa+F-2021/8/143、示意画出金刚石型结构的晶胞，说明其中包含有几个原子，并写出各个原子的坐标。①②③④③①②④2021/8/14习题二：（P79）1.固溶体与金属化合物在成分、结构和性能上有何差异？固溶体：成分在一定范围变化，位于相图两端；结构同溶剂组元；强度、硬度约高于纯溶剂，远低于金属化合物，塑性、韧性较好。金属化合物：典型成分可用分子式表示，可以化合物为基形成固溶体，位于相图中间；结构不同于任

4、何组元；熔点高、硬而脆。2021/8/142.溶解度分析Agd0=0.288，f.c.c结构，极限电子浓度1.36，价电子数1元素原子直径价电子数溶解度极限理论值电子浓度Cd0.30420.4350.361.435In0.31430.2100.181.42Sn0.31640.1300.121.39Sb0.32350.0780.091.312原子直径差越小，价电子数差越小，溶解度越高。2021/8/145.银和铝都具有面心立方结构，它们的原子半径分别为rAg=0.1441nm，rAl=0.1428nm，问它们在固态下能否无限互溶？为什么？不

5、能。虽然Ag和Al结构相同，原子半径相差很小，但Ag的价电子数为1，Al为3，理论溶解度只有18%，所以在固态下它们不能无限互溶。2021/8/147.立方ZnS的密度为4.1Mg/m3，试计算两离子的中心距离。ZnS：f.c.c结构，晶胞分子数：4；摩尔质量：m0=97.39设：晶胞体积为V0Zn+2S-22021/8/14习题3:(P109)2.分析纯金属生长形态与温度梯度的关系。正的温度梯度：固液界面偶然的凸出，前端过冷度较小，生长慢，根部过冷度较大长大快，凸出消除。平面推移。负的温度梯度：凸出前端过冷度较大，生长更快。树枝晶长大。

6、2021/8/144.试分析单晶体形成的基本条件超纯和小的过冷度，以控制形核；籽晶引种有利于单晶形成。2021/8/14纯Ni平衡结晶,已知TNi=1726K，△T=319℃Lm=18075/6.6=2739J/cm3，r*=1nm。求σ、△G*。TLmTmrD=s2*2223316*TLTGmmD=Dps2021/8/147.简述纯金属晶体长大机制与S/L界面结构的关系粗糙界面:垂直长大机制对于α<2的材料，粗糙界面能量较低，为了维持晶体在生长过程中界面处于稳定状态，液相原子将随机地垂直进入L/S界面，使晶体连续地垂直界面生长。光滑

7、界面:横向长大机制对于α>2的材料，光滑界面能量较低，为了维持晶体在长大过程中平面界面结构不至于破坏，需以二维晶核和螺型位错长大机制。2021/8/14习题4-1：（P188）⑴.平衡结晶过程Ⅰ合金温度转变组成>1－L1～2L→αL+α<2α→βⅡα+βⅡ室温相：α+β室温组织：α+βⅡABT℃αβⅠⅡL52050809012122.相图分析T℃t→12L→α2021/8/14Ⅱ合金：温度转变组成>1—L1～2L→β先L+β2L→(β＋α)共L+β+α<2—β＋(β＋α)共室温相：α+β室温组织：β先＋(β＋α)共ABT℃αβⅠⅡL520

8、5080901212T℃t→12L→βL→(β＋α)2021/8/14⑵.计算相对量Ⅰ合金：室温相：α+β室温组织：α+βⅡABT℃αβⅠⅡL5205080901212室温相与组织组成物相对量