西北工業(yè)課后答案西北工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程

1、1.作圖表示立方晶體的 ? ? ? ? ? ? 421 , 2 1 0 , 123 晶面及 ? ?? ? ? ? 346 , 11 2 , 02 1 晶向。2. 在六方晶體中，繪出以下常見晶向? ? ? ?? ?? ?? ? 0 1 2 1 , 0 2 11 , 0 1 10 , 0 11 2 , 0001 等。3. 寫出立方晶體中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等價晶面。4.

2、 鎂的原子堆積密度和所有 hcp 金屬一樣，為 0.74。試求鎂單位晶胞的體積。已知 Mg 的密度3 Mg/m 74 . 1 ? mg ? ，相對原子質(zhì)量為 24.31，原子半徑 r=0.161nm。5. 當(dāng) CN=6 時? Na 離子半徑為 0.097nm，試問：1) 當(dāng) CN=4 時，其半徑為多少？2) 當(dāng) CN=8 時，其半徑為多少？6. 試問：在銅（fcc,a=

3、0.361nm）的方向及鐵(bcc,a=0.286nm)的方向,原子的線密度為多少？7. 鎳為面心立方結(jié)構(gòu)，其原子半徑為 nm 1246 . 0 ? Ni r 。試確定在鎳的（100） ， （110）及（111）平面上 12 mm 中各有多少個原子。8. 石英 ? ? 2 SiO 的密度為 2.653 Mg/m 。試問：1) 13 m 中有多少個硅原子（與氧原子）？2) 當(dāng)硅與氧的

4、半徑分別為 0.038nm 與 0.114nm 時，其堆積密度為多少（假設(shè)原子是球形的）？9. 在 800℃時10 10 個原子中有一個原子具有足夠能量可在固體內(nèi)移動，而在 900℃時9 10 個原子中則只有一個原子，試求其激活能（J/原子） 。10. 若將一塊鐵加熱至 850℃，然后快速冷卻到 20℃。試計算處理前后空位數(shù)應(yīng)增加多少倍（設(shè)鐵中形成一摩爾空位所需要的能量為 104600J） 。11. 設(shè)圖 1-

5、18 所示的立方晶體的滑移面 ABCD 平行于晶體的上、下底面。若該滑移面上有一正方形位錯環(huán)，如果位錯環(huán)的各段分別與滑移面各邊平行，其柏氏矢量 b∥AB。1) 有人認為“此位錯環(huán)運動移出晶體后，滑移面上產(chǎn)生的滑移臺階應(yīng)為 4 個 b,試問這種看法是否正確？為什么？2) 指出位錯環(huán)上各段位錯線的類型，并畫出位錯運動出晶體后，滑移方向及滑移量。12. 設(shè)圖 1-19 所示立方晶體中的滑移面 ABCD 平行

6、于晶體的上、下底面。晶體中有一條位錯線 de fed, 段在滑移面上并平行 AB， ef 段與滑移面垂直。位錯的柏氏矢量 b 與 de 平行而與ef 垂直。試問：1) 欲使 de段位錯在 ABCD 滑移面上運動而 ef 不動，應(yīng)對晶體施加怎樣的應(yīng)力？2) 在上述應(yīng)力作用下 de 位錯線如何運動？晶體外形如何變化？13. 設(shè)面心立方晶體中的 ) 1 11 ( 為滑移面，位錯滑移后的滑移矢量為 ? ? 10

7、 1 2a。1) 在晶胞中畫出柏氏矢量 b 的方向并計算出其大小。2) 在晶胞中畫出引起該滑移的刃型位錯和螺型位錯的位錯線方向，并寫出此二位錯線的晶向指數(shù)。14. 判斷下列位錯反應(yīng)能否進行。1) ]; 1 11 [ 3 ] 21 1 [ 6 ] 1 10 [ 2a a a ? ?2) ]; 1 10 [ 2 ] 101 [ 2 ] 100 [ a a a ? ?3)

8、 ]; 1 11 [ 6 ] 111 [ 2 ] 112 [ 3a a a ? ?4) ]. 1 1 1 [ 2 ] 111 [ 2 ] 100 [ a a a ? ?15. 若面心立方晶體中有 b=] 01 1 [ 2a的單位位錯及 b=] 1 12 [ 6a的不全位錯，此二位錯相遇產(chǎn)生位錯反應(yīng)。1) 問此反應(yīng)能否進行？為什么？2) 寫出合成位錯的柏氏矢量，并說明合成位錯的類型。16

9、. 若已知某晶體中位錯密度3 7 6 cm/cm 10 ~ 10 ? ? 。1) 由實驗測得 F-R 位錯源的平均長度為 cm 10 4 ? ，求位錯網(wǎng)絡(luò)中 F-R 位錯源的數(shù)目。2) 計算具有這種 F-R 位錯源的鎳晶體發(fā)生滑移時所需要的切應(yīng)力。已知 Ni 的10 10 9 . 7 ? ? G Pa， nm 350 . 0 ? a 。4． 單位晶胞的體積為 VCu＝0.14 nm3(或 1.4

10、15;10-28m3 5． (1)0.088 nm；(2)0.100 nm。 6． Cu 原子的線密度為 2.77×106 個原子/mm。Fe 原子的線密度為 3.50×106 個原子/mm。 7． 1.6l×l013 個原子/mm2；1.14X1013 個原子/mm2；1.86×1013 個原子/mm2。 8． (1) 5.29×1028 個矽原子/m3； (2) 0.33

11、。 9． 9. 0.4×10-18/個原子。 10． 1.06×1014 倍。 11． (1) 這種看法不正確。在位錯環(huán)運動移出晶體后，滑移面上、下兩部分晶體相對移動的距離是由其柏氏矢量決定的。位錯環(huán)的柏氏矢量為 b，故其相對滑移了一個 b 的距離。(2) A'B'為右螺型位錯，C'D'為左螺型位錯；B'C'為正刃

12、型位錯，D'A'為負刃型位錯。位錯運動移出晶體后滑移方向及滑移量如附圖 2.3 所示。 12． (1)應(yīng)沿滑移面上、下兩部分晶體施加一切應(yīng)力 τ0，的方向應(yīng)與 de 位錯線平行。(2)在上述切應(yīng)力作用下，位錯線 de 將向左(或右)移動，即沿著與位錯線 de 垂直的方向(且在滑移面上)移動。在位錯線沿滑移面旋轉(zhuǎn) 360°后，在晶體表面沿柏氏矢量方向產(chǎn)生寬度為一個 b 的臺階。13．

13、 (1)] 10 1 [ 2a b ?，其大小為a b 22 | | ?，其方向見附圖 2.4 所示。(2) 位錯線方向及指數(shù)如附圖 2.4 所示。 14． (1) 能。幾何條件：∑b 前＝∑b 后＝] 1 11 [ 3a；能量條件：∑b 前 2＝232 a>∑b 后 2＝231 a(2) 不能。能量條件：∑b 前 2＝∑b 后 2，兩邊能量相等。(3) 不能。幾何條件：∑b 前＝a