发布时间 : 星期日 文章材料科学基础答案清华大学更新完毕开始阅读
材料科学基础答案清华大学
【篇一：清华大学2007年材料科学基础试卷及答案】
ss=txt>2007年1月10日
一、（共40分，每小题5分）
1. 指出下面四个图中a、b、c、d所代表的晶向和晶面 2 b
2. 写出镍（ni，fcc）晶体中面间距为0.1246nm的晶面族指数。镍的点阵常数为0.3524nm。
3. 根据位错反应必须满足的条件，判断下列位错反应在fcc中能否进行，并确定无外力作用时的反应方向： 111
[2]?[11] 266111
（2）[112]?[111]?[11] 326111
（3）[112]?[110]?[111] 663
（1）[10]?
4. 指出下列材料所属的点阵类型。
5. 在fcc、bcc和hcp晶胞中分别画出任一个四面体间隙；并指出其中心的坐标： ； 每个晶胞中的八面体间隙数量为： 个；个。
6. 体心单斜是不是一种独立的布拉菲点阵，请说明理由。
7. gaas和gan分别为闪锌矿和纤锌矿结构，请分别画出二者的一个晶胞。
8. 由600℃降至300℃时，锗晶体中的空位平衡浓度降低了六个数量级。试计算锗晶体中的 －5
二、（15分）有一单晶铝棒，棒轴为[12]，今沿棒轴方向拉伸，请分析： （1）初始滑移系统； （2）双滑移系统 （4）滑移过程中的转动规律和转轴；
（5）试棒的最终取向（假定试棒在达到稳定取向前不断裂）。 （1）分析各段位错线受力情况，并在图上标示受力方向； ?
四、（15分）有一面心立方晶体，在(111)面滑移的柏氏矢量为在(11)面上滑移的柏氏矢量为 a
[10]的右螺型位错，与2 a
[011]的另一右螺型位错相遇于此两滑移面交线并形成一2 个新的全位错。
（1）求生成全位错的柏氏矢量和位错线方向。
（2）说明新生成的全位错属哪类位错？该位错能否滑移？为什么？ （3）若沿[010]晶向施加大小为17.2mpa的拉应力，试计算该新生全位错单位长度的受力大小，并说明方向（设晶格常数为a＝
0.2nm）。 五、（10分）一根多晶zn（c/a?1.86）棒和一根多晶镁（c/a?1.62）棒受压缩变形，分析二者的变形特征，比较二者的塑性。（提示：从分析滑移和孪生入手） 六、（10分）工业纯铁在927℃下渗碳，设工件表面很快达到渗碳饱和（1.3％的碳），然后保持不变，同时碳原子不断向工件内部扩散。求渗碳10h后渗碳层中碳浓度分布的表达式。 【参考答案】 一、 1.
（1）a：[01] b：[12] c：[4] d：[021] （2）a：[116] b：[113] c：[11] （3）a：(64) b：(30) c：(346) ) c：(100) （4）a：(101) b：(0003 2. 解：
由d?ah2?k2?l2得h?k?l?8 ∴晶面族指数为{220} 3. 解：
（1）可以，向右进行 （2）不可以 （3）可以，向左进行 2 2 2 4.
5. 在fcc、bcc和hcp晶胞中分别画出任一个四面体间隙；并指出其中心的坐标： fcc (,,)； bcc(, 31144411211
,1)； hcp(,,)； 24338
每个晶胞中的八面体间隙数量为： 个。
6. 不是。其与底心单斜是同一类点阵。 7. as2- ga2+ 8. 解：
由cv?c0exp(?q/rt) 得6ln10? qr(1573?1873 ) ∴q＝1.985 ev n2- ga2+ 二、解： 00
（1）fcc滑移系统为{111}?10? 根据映象规则，初始滑移系统为(1)[10] （2）单滑移时试样轴应转向[10] 转轴为[]?[10]?[] （3）双滑移系统为(1)[10]?(1)[01] ?????
（4）l?l??(l?n)b
???[1]?[10]令l?[]，l?[uvw]，n?，b? 得： 2
[uvw]?[]?? 4[10] 46
∴u?1??
4?2，w??3????4 得v?2，w??4，?? 6 4
双滑移时轴一方面转向[10]，轴为n1?[]?[10]?[]；一方面转向[01]，转轴为n2?[]?[01]?[111]。故合成转轴为n?n1?n2?[000]。晶体不再改变取向，
【篇二：材料科学基础第一章习题答案】
xt>1. (p80 3-3) calculate the atomic radius in cm for the following:
(a) bcc metal with a0=0.3294nm and one atom per lattice point; and
(b) fcc metal with a0=4.0862? and one atom per lattice point. solution:
(a) in bcc structures, atoms touch along the body diagonal, which is3a0 in length. there are two atomic radii from the center atom and one atomic radius from each of the corner atoms on the body diagonal,
so a0?4r 3
3a0r??8?10cm 4=0.14263nm=1.4263
(b) in fcc structures, atoms touch along the face diagonal of the cube, which is
2a0 in length. there are four atomic radii along this length—two radii from the face-centered atom and one radius from each corner, so r?2a0
4a0?4r2?8, =1.44447 ?=1.44447?10cm
2.(p80 3-4) determine the crystal structure for the following: (a) a metal with a0=4.9489?, r=1.75?, and one atom per lattice point; and (b) a metal with a0=0.42906nm, r=0.1858nm, and one atom per lattice point. solution:
we know the relationships between atomic radii and lattice parameters are r?3a0 4
in bcc and r?
(a) r?2a04 in fcc. so 2a0?42?4.9489?1.75 4 its crystal structure is fcc; r?(b) 3a0
4=3?0.4296=0.186nm4
so its crystal structure is bcc.
3. (p80 3-5) the density of potassium, which has the bcc structure and one
3atom per lattice point, is 0.855g/cm.
the atomic weight of potassium is 39.09g/mol. calculate (a) the lattice parameter; and
(b) the atomic radius of potassium. solution
(a) for a bcc unit cell, there are two atoms in per unit cell,
atomic mass is 39.09g/mol,
avogadro’s number na=6.02?10atoms/mol
?numbersofatoms/cell?(atomicmass)??(volumeofunitcell)(avogadrosnumber)23 30.855g/cm=
2atoms?39.09(g/mol)