发布时间 : 星期五 文章晶体缺陷习题与答案更新完毕开始阅读
答a) 令逆时针方向为位错环线的正方向，则A点为正刃型位错，B点为负刃型位错，案
D点为右螺旋位错，C点为左螺旋位错，位错环上其他各点均为混合位错。
各段位错线所受的力均为f=?b, 方向垂直于位错线并指向滑移面的未滑移区。 b)在外力?和位错线的线张力T作用下，位错环最后在晶体中稳定不动，此时
∴
试分析在fcc中，下列位错反应能否进行?并指出其中三个位错的性质类型？反应后
生成的新位错能否在滑移面上运动？
4.
答位错反应几何条件： 案
b1+b2 a b c a b c
能量条件：
因此
位错反应能进行。
对照汤姆森四面体，此位错反应相当于 ＋
→
（全位错） （肖克莱） （弗兰克 ）
新位错 的位错线为 和
的交线位于(001)面上，且系纯刃型位
错。由于(001)面系fcc非密排面，故不能运动，系固定位错。
在铝试样中，测得晶粒内部密度为5?109/cm2。假定位错全部集中在亚晶界上，每个亚晶粒的截面5.
均为正六边形。亚晶间倾斜角为5°，若位错全部为刃型位错， 等于2?10-10m，试求亚晶界上的位错间距和亚晶的平均尺寸。 答案
，柏氏矢量的大小
正六边形面积 ，总边长为6a，单位面积中亚晶数目
求得a=1?10（m）。
-5
本章习题
1. 设Cu中空位周围原子的振动频率为1013s-1,⊿Em为0.15?10-18J，exp(⊿Sm/k)约为1，
试计算在700K和室温（27℃）时空位的迁移频率。
2. Nb的晶体结构为bcc，其晶格常数为0.3294nm，密度为8.57g/cm3, 试求每106Nb
中所含空位数目。
3. Pt的晶体结构为fcc，其晶格常数为0.3923nm，密度为21.45g/cm3，试计算其空位
粒子数分数。
4. 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。
5. 由于H原子可填入?-Fe的间隙位置，若每200个铁原子伴随着一个H原子，试
求?-Fe理论的和实际的密度与致密度（已知?-Fe a=0.286nm，rFe=0.1241nm， rH=0.036nm）。
6. MgO的密度为3.58g/cm,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。
3
7. 若在MgF2中溶入LiF，则必须向MgF2中引入何种形式的空位（阴离子或阳离子）？
相反，若欲使LiF中溶入MgF2，则需向LiF中引入何种形式的空位（阴离子或阳离子）？
8. 若Fe2O3固溶于NiO中，其质量分数w(Fe2O3)为10%。此时，部分3Ni被（2Fe+
□）取代以维持电荷平衡。已知
，求1m3中有多少个阳离子空位数？
9. 某晶体的扩散实验中发现，在500℃时，1010个原子中有一个原子具有足够的激活
能可以跳出其平衡位置而进入间隙位置；在600℃时，此比例会增加到109。a) 求此跳跃所需要的激活能？b) 在700℃时，具有足够能量的原子所占的比例为多少？ 10. 某晶体中形成一个空位所需要的激活能为0.32×10J。在800℃时，1×10个原子
中有一个空位，在何种温度时，103个原子中含有一个空位？
11. 已知Al为fcc晶体结构，其点阵常数a=0.405nm，在550℃式的空位浓度为2×10，
计算这些空位平均分布在晶体中的平均间距。
12. 在Fe中形成1mol空位的能量为104.675kJ，试计算从20℃升温至 850℃时空位数
目增加多少倍？
13. 由600℃降至300℃时，Ge晶体中的空位平衡浓度降低了六个数量级，试计算Ge
晶体中的空位形成能。
14. W在20℃时每1023个晶胞中有一个空位，从20℃升至1020℃，点阵常数膨胀了
4?10-4%，而密度下降了0.012%，求W的空位形成能和形成熵。
15. Al的空位形成能(EV)和间隙原子形成能(Ei)分别为0.76eV和3.0eV,求在室温（20℃）
及500℃时Al空位平衡浓度与间隙原子平衡浓度的比值。
16. 若将一位错线的正向定义为原来的反向，此位错的柏氏矢量是否改变？位错的类
型性质是否变化？一个位错环上各点位错类型是否相同？
17. 有两根左螺旋位错线，各自的能量都为E1，当他们无限靠拢时，总能量为多少？
-6
-18
42+
3+
， ，
18. 如图3-1表示两根纯螺位错，一个含有扭折，而另一个含有割阶。从图上所示的箭头方向为位错线的正方向，扭折部分和割阶部分都为纯刃型位错。a)若图示滑移面为fcc的（111）面，问这两对位错线段中（指割阶和扭折），那一对比较容易通过他们自身的滑移而去除？为什么？b)解释含有割阶的螺型
位错在滑动时是怎样形成空位的。
19. 假定有一个b在
晶向的刃型位错沿着（100）晶面滑动，a)如果有另一个柏
氏矢量在[010]方向，沿着（001）晶面上运动的刃型位错，通过上述位错时该位错将发生扭折还是割阶？b)如果有一个b方向为[100]，并在（001）晶面上滑动的螺型位错通过上述位错，试问它将发生扭折还是割阶？
20. 有一截面积为1mm2，长度为10mm的圆柱状晶体在拉应力作用下，a)与圆柱体轴
线成45°的晶面上若有一个位错线运动，它穿过试样从另一面穿出，问试样将发生多大的伸长量（设b=2?10-10m）？b)若晶体中位错密度为1014m-2，当这些位错在应力作用下，全部运动并走出晶体，试计算由此而发生的总变形量（假定没有新的位错产生）。c)求相应的正应变。
21. 有两个被钉扎住的刃型位错A-B和C-D，他们的长度x相等，且具有相同的b大
小和方向（图3-2）。每个位错都可看作F-R位错源。试分析在其增值过程中两者间的交互作用。若能形成一个大的位错源，使其开动的?c多大？若两位错b相反，情况又如何？
22. 如图3-3所示，在相距为h的滑移面上有两个相互平行的同号刃型位错A、B。试
求出位错B滑移通过位错A上面所需的切应力表达式。
23. 已知金晶体的G=27GPa，且晶体上有一直刃位错b=0.2888nm，试作出此位错所产
生的最大分切应力与距离关系图，并计算当距离为2?m时的最大分切应力。 24. 两根刃位错的b大小相等且相互垂直（如图3-4所示），计算位错2从其滑移面上
x=?处移至x=a处所需的能量。
25. 已知Cu晶体的点阵常数a=0.35nm，切变模量G=4×104MPa，有一位错b
，其位错线方向为
，试计算该位错的应变能。