2013 材料科学基础复习题汇总

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1、晶体缺陷习题1.若fcc的Cu中每500个原子会失去一个,其晶格常数为0.3615nm,试求Cu的密度。2.由于H原子可填入a-Fe的间隙位置,若每200个铁原子伴随着一个H原子,试求a-Fe密度与致密度(已知a-Fe的晶格常数0.286nm,原子半径0.1241nm;H原子半径0.036nm)。3.MgO的密度为3.58,其晶格常数为0.42nm,试求每个MgO单位晶胞内所含的Schottky缺陷之数目(Mg,O的原子量分别为24.305,15.999)。4.Fcc晶体中如下操作形成什么位错,Burgers矢量是什么?(1)抽出(111)面的一个圆片;(2)插入(110)半原子面,此面终止在

2、(111)面上。5.当刃型位错周围的晶体中含有(a)超平衡的空位、(b)超平衡的间隙原子、(c)低于平衡浓度的空位、(d)低于平衡浓度的间隙原子等四种情形时,该位错将怎样攀移?6.指出下图中位错环ABCDA的各段位错线是什么性质的位错?它们在外应力τxy作用下将如何运动?在外应力σyy作用下将如何运动?7.下图是一个简单立方晶体,滑移系统是{100}<001>。今在(011)面上有一空位片ABCDA,又从晶体上部插入半原子片EFGH,它和(010)面平行,请分析:(1)各段位错的柏氏矢量和位错的性质;(2)哪些是定位错?哪些是可滑位错?滑移面是什么?(写出具体的晶面指数。)(3)如果沿[01]

3、方向拉伸,各位错将如何运动?(4)画出在位错运动过程中各位错线形状的变化,指出割阶、弯折和位错偶的位置。(5)画出晶体最后的形状和滑移线的位置。8.晶体滑移面,有一圆形位错环如图所示。问:(1)晶体滑移面的上部晶体外加切应力方向和Burgers矢量同向或反向时,位错环向外滑移?(2)位错环平衡半径和外加切应力的关系式。9.同一滑移面上有二段Burgers矢量相同异号刃型位错(AB,CD位错线方向相反),位错线处在同一直线上,每段位错线长度x,相距x。若他们做F-R位错源开动。问:(1)F-R位错源开动过程(考虑交互作用);(2)位错源开动临界切应力。10.面心立方晶体中位错。如下图Thomps

4、on四面体,根据DA,DB,DC矢量的指数,计算、回答下列问题。(1)6个全位错的Burgers矢量;(2)4个Frank分位错的Burgers矢量;(3)12个Shockley分位错的Burgers矢量;(4)6个压杆分位错的Burgers矢量。11.Lomer-Cottrell位错锁的形成。如下图,fcc晶体中,面上各有一个全位错分解成扩展位错。分解前位错线平行于滑移面交线。(1)、面上分解前全位错的Burgers矢量、位错的性质;(2)、面上领先位错相遇生成的新位错Burgers矢量、位错的性质、滑移面、可动性。晶体结构习题1.对于面心立方点阵:(1) 写出{111}晶面族包含的所有晶面

5、的晶面指数;(2)在一个晶胞中画出{111}晶面族所有晶面(每个晶面为三角形);(3)在以上图中,标出所有晶面交线(三角形三条边)的晶向指数。 2.对于面心点阵,计算回答下列问题(1)[111]与[011]的晶向夹角;(2)(101)与(111)晶面的夹角;(3)(100)、(110)、(111)面是否属于同一晶带轴。 3.对于立方晶系,证明(hkl)晶面与[hkl]晶向垂直。 4.分别计算面心立方、体心立方点阵{001}、{011}、{111}面的面间距。 5.Cu的密度为8.96g/cm3,计算CU的点阵常数与原子半径。 6.某理想hcp结构金属,密度1.74g/cm3,原子量24,求a、

6、c、c/a、原子半径和致密度。 7.金刚石的晶格常数0.357nm,求原子半径、密度、原子排列致密度;石墨密度2.25g/cm3,计算金刚石转变成石墨相对体积变化。 8.MgO为NaCl型晶体结构,负、正离子半径依次为0.178um,0.132um。计算:(1) 晶胞原子数;(2) 属于那种Bravais点阵;(3) 正负原子在哪个晶向相切;(4) 正、负离子位置;(5) 点阵常数;(6) 配位数;(7) 密度;(8) 致密度。 9.Mn为立方结构,a=0.632nm密度7.28g/cm3,r=0.122nm求:(1) 每个晶胞中原子数;(2) Bravais点阵类型;(3) 致密度。 10.

7、A2结构的Fe转变成A1结构的Fe,晶胞体积收缩1.06%,计算:(1)A1,A2结构铁的原子半径比;(2)原子半径相对变化率。 11.碳原子占据A1结构Fe的8面体间隙。计算:(1)如果全部8面体间隙都被碳原子占据,碳的溶解度(原子百分数);(2)如果碳的溶解度(原子百分数)为8.9%,8面体间隙占据率是多少。  12.黄铜(CuZn)具有B2结构,当合金成分为计量成分时,Cu,Zn原子比为50

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