材料科学基础习题.doc

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1、1.     说明间隙固熔体与间隙化合物有什么异同。类   别间隙固熔体间隙化合物相同点一般都是由过渡族金属与原子半径较小的C，N，H，O，B等非金属元素所组成 不同点晶体结构属于固熔体相，保持熔剂的晶格类型属于金属化合物相，形成不同于其组元的新点阵表达式用α、β、γ等表示用化学分子式MX，M2X等表示机械性能强度、硬度较低，塑性、韧性好高硬度、高熔点，甥性、韧性差2.     有序合金的原子排列有何特点？这种排列和结合键有什么关系？为什么许多有序合金在高温下变成无序？有序固熔体，其中各组元原子分别占据各自的布拉菲点阵——称为分点阵，整个固熔体就是由各组元的分点阵组

2、成的复杂点阵，也叫超点阵或超结构。这种排列和原子之间的结合能(键)有关。结合能愈大，原子愈不容易结合。如果异类原子间结合能小于同类原子间结合能，即EAB<(EAA十EBB)/2，则熔质原子呈部分有序或完全有序排列。有序化的推动力是混合能参量(εm＝εAB－1/2(EAA+EBB))εm<0，而有序化的阻力则是组态熵；升温使后者对于自由能的贡献(-TS)增加，达到某个临界温度以后，则紊乱无序的固熔体更为稳定，有序固熔体消失，而变成无序固熔体。  3.为什么只有置换固熔体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固熔体则不能？这是因为形成固熔体时，熔质原子的熔入会使熔剂结构产生

3、点阵畸变，从而使体系能量升高。熔质与熔剂原子尺寸相差越大，点阵畸变的程度也越大，则畸变能越高，结构的稳定性越低，熔解度越小。一般来说，间隙固熔体中熔质原子引起的点阵畸变较大，故不能无限互溶，只能有限熔解。4作图表示立方晶体的晶面及晶向。5 在六方晶体中，绘出以下常见晶向等。6写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。解： {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。{110}＝(110)十()+(101)+()+(011)+()，共6个等价面。{111}＝(111)+()+()+()，共4个等价面。共12

4、个等价面。7镍为面心立方结构，其原子半径为。试确定在镍的（100），（110）及（111）平面上1中各有多少个原子。1.6l×l013个原子/mm2；1.14X1013个原子/mm2；1.86×1013个原子/mm2。8 设图1-19所示立方晶体中的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。晶体中有一条位错线段在滑移面上并平行AB，段与滑移面垂直。位错的柏氏矢量b与平行而与垂直。试问：1)       欲使段位错在ABCD滑移面上运动而不动，应对晶体施加怎样的应力？2)       在上述应力作用下位错线如何运动？晶体外形如何变化？(1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一

5、切应力τ0，的方向应与de位错线平行。(2)在上述切应力作用下，位错线de将向左(或右)移动，即沿着与位错线de垂直的方向(且在滑移面上)移动。在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b的台阶。9)       “小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗？)否，扭转晶界就由交叉的同号螺型位错构成。10.位错受力后运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向应是什么方向？(6)始终是柏氏矢量方向。11在Al-Mg合金中，xMg=0.05，计算该合金中Mg的质量分数(wMg)(已知Mg的相对原子质量为24

6、.31，Al为26.98)wMg=0.04565．在图4—30所示相图中，请指出：(1)  水平线上反应的性质；(2)  各区域的组织组成物；(3)  分析合金I，II的冷却过程；(4)  合金工，II室温时组织组成物的相对量表达式。(1)高温区水平线为包晶线，包晶反应：Lj+δk→αn   中温区水平线为共晶线，共晶反应：Ld′→αg+βh (2)各区域组织组成物如图4—30中所示。 (3)I合金的冷却曲线和结晶过程如附图2.9所示。   1～2，均匀的液相L。   2～3匀晶转变，L→δ不断结晶出δ相。   3～3′，发生包品反应L+δ→α。   3′～4，剩余

7、液相继续结晶为α。   4，凝固完成，全部为α。   4～5，为单一α相，无变化。   5～6，发生脱溶转变α→βII。室温下的组织为α+βII。   II合金的冷却曲线和结晶过程如附图2.10所示。   1～2，均匀的液相L。   2～3，结晶出α初，随温度下降α相不断析出，液相不断减少。   3～3′，剩余液相发生共晶转变L→α+β。   3′～4，α→βII，β→αII，室温下的组织为。α初+（α+β）共+βII (4)室温时，合金I、II组织组成物的相对量可由杠杆定律求得。 合金I：  合金II： 12.根据下列条件画出一个二元系相图，A和B的熔点分别是