材料基礎重點與習題答案

1、1第二章第二章思考題與例題思考題與例題1.離子鍵、共價鍵、分子鍵和金屬鍵的特點，并解釋金屬鍵結合的固體材料的密度比離子鍵或共價鍵固體高的原因？2.從結構、性能等方面描述晶體與非晶體的區(qū)別。3.何謂理想晶體？何謂單晶、多晶、晶粒及亞晶？為什么單晶體成各向異性而多晶體一般情況下不顯示各向異性？何謂空間點陣、晶體結構及晶胞？晶胞有哪些重要的特征參數？4.比較三種典型晶體結構的特征。（Al、αFe、Mg三種材料屬何種晶體結構？描述它們的晶體結構

2、特征并比較它們塑性的好壞并解釋。）何謂配位數？何謂致密度？金屬中常見的三種晶體結構從原子排列緊密程度等方面比較有何異同？5.固溶體和中間相的類型、特點和性能。何謂間隙固溶體？它與間隙相、間隙化合物之間有何區(qū)別？（以金屬為基的）固溶體與中間相的主要差異（如結構、鍵性、性能）是什么？6.已知Cu的原子直徑為2.56，求Cu的晶格常數，并計算1mm3Cu的原子數。A7.已知Al相對原子質量Ar（Al）=26.97，原子半徑γ=0.143nm，

3、求Al晶體的密度。8bcc鐵的單位晶胞體積，在912℃時是0.02464nm3；fcc鐵在相同溫度時其單位晶胞體積是0.0486nm3。當鐵由bcc轉變?yōu)閒cc時，其密度改變的百分比為多少？9.何謂金屬化合物？常見金屬化合物有幾類？影響它們形成和結構的主要因素是什么？其性能如何？10.在面心立方晶胞中畫出[012]和[13]晶向。在面心立方晶胞中畫出（012）和（13）22晶面。11.設晶面（152）和（034）屬六方晶系的正交坐標表述

4、，試給出其四軸坐標的表示。反之，求（）及（22）的正交坐標的表示。（練習），上題中均改為相應晶向指數，求312111相互轉換后結果。12.在一個立方晶胞中確定6個表面面心位置的坐標，6個面心構成一個正八面體，指出這個八面體各個表面的晶面指數，各個棱邊和對角線的晶向指數。13.寫出立方晶系的110、100、111、112晶面族包括的等價晶面，請分別畫出。14.在立方晶系中的一個晶胞內畫出（111）和（112）晶面，并寫出兩晶面交線的晶向指

5、數。15在六方晶系晶胞中畫出[110]，[101]晶向和（102）晶面，并確定（102）晶面2111與六方晶胞交線的晶向指數。16.在立方晶系的一個晶胞內同時畫出位于（101），（011）和（112）晶面上的[11]晶1向。17.在1000℃，有WC為1.7%的碳溶于fcc鐵的固溶體，求100個單位晶胞中有多少個碳3作柏氏回路，b=？；（2）圍繞單個作柏氏回路，b=？（表明方向和強度）7.方形晶體中有兩根刃型位錯，如下圖4：（1）當周圍

6、晶體中：（a）空位多于平衡值；(b）空位少于平衡值；(c）間隙原子多于平衡值；（d）間隙原子少于平衡值時，位錯易于向何種方向攀移？（2）加上怎樣的外力，才能使這兩根位錯線通過純攀移而相互靠攏？8.簡單立方晶體中（100）面上有一位錯，=[00]，[001]，問：（1）若在（001）b?1面上有一個=[010]，[100]的位錯與之相割，結果如何？（2）若在（001）面上有一個b?b?=[100]，[001]的位移與之相割，結果如何？（3

7、）交割反應的結果對位錯進一步運動有何影響？9.畫一方形位錯環(huán)，并在這個平面上畫出柏氏矢量（沿對角線方向）及位錯線方向（順時針），據此指出位錯環(huán)各段的性質，并示意畫出晶體滑移后的結果。10.在實際晶體中存在有哪幾類缺陷？各有什么特征？11.何謂刃型位錯和螺型位錯？全面比較兩者有何異同？何謂柏氏矢量？如何用柏氏矢量來判斷位錯類型？12.兩個相同符合的的刃型位錯，在同一滑移面相遇；它們會排斥還是會吸引？13.試說明晶體中位錯運動的方式——滑移

8、，攀移及交滑移的條件，過程和結果，并闡述如何確定位錯滑移運動的方向？在刃型位錯與螺型位錯的滑移運動中，滑移方向與柏氏矢量、切應力及位錯線的位向關系是什么？14.晶界在金屬材料中所起的作用有哪些？當金屬熔化時，是先在晶界還是先在晶粒中心熔化，為什么？15.試分別描述位錯增殖的FR源機制和雙交滑移機制。如果進行雙交滑移的那段螺形位錯的長度為50nm，而位錯的柏氏矢量為0.8nm，試求實現位錯增殖所必需的切應力（G=40Gpa）16.何謂小角

9、度晶界？有哪些類型？原子排列上有什么特征？17.一個位錯環(huán)能否各部分都是螺位錯？能否各部分都是刃位錯？為什么？18.在刃型位錯與螺型位錯的滑移運動中，滑移方向與柏氏矢量、切應力及位錯線的位向關系是什么？19.何謂割階、扭折？割階或扭折的長短和位向如何？割階或扭折的柏氏矢量如何？產生割階或扭折后位錯應變能的增加量如何？割階或扭折對原位錯線運動有何影響？20.舉例或畫圖說明什么是小角度晶界的位錯模型？描述大角度晶界有何模型？其含義是什么？2