发布时间 : 星期日 文章西北工业课后答案西北工业大学 材料科学与工程 - 图文更新完毕开始阅读
?????,?2110??,1010??,1120??,1210?等。 2. 在六方晶体中，绘出以下常见晶向?0001?晶面及102,211,?346?晶向。 1.作图表示立方晶体的?123?,012,?421??3. 写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。
4. 镁的原子堆积密度和所有hcp金属一样，为0.74。试求镁单位晶胞的体积。已知Mg的密度原子半径r=0.161nm。
?5. 当CN=6时Na离子半径为0.097nm，试问：
?mg?1.74Mg/m3，相对原子质量为24.31，
1) 当CN=4时，其半径为多少？ 2) 当CN=8时，其半径为多少？
6. 试问：在铜（fcc,a=0.361nm）的<100>方向及铁(bcc,a=0.286nm)的<100>方向,原子的线密度为多少？ 7. 镍为面心立方结构，其原子半径为
2rNi?0.1246nm。试确定在镍的（100）
，（110）及（111）平面上1mm中各有多少个原子。
38. 石英?SiO2?的密度为2.65Mg/m。试问： 31) 1m中有多少个硅原子（与氧原子）？
2) 当硅与氧的半径分别为0.038nm与0.114nm时，其堆积密度为多少（假设原子是球形的）？
9. 在800℃时10个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动，而在900℃时10个原子中则只有一个原子，试求其激活能（J/原子）。 10. 若将一块铁加热至850℃，然后快速冷却到20℃。试计算处理前后空位数应增加多少倍（设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J）。 11. 设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。若该滑移面上有一正方形位错环，如果位错环的各段分别与滑移面各边平行，其柏氏矢量b∥AB。
1) 有人认为“此位错环运动移出晶体后，滑移面上产生的滑移台阶应为4个b,试问这种看法是否正确？为什么？ 2) 指出位错环上各段位错线的类型，并画出位错运动出晶体后，滑移方向及滑移量。
10912. 设图1-19所示立方晶体中的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。晶体中有一条位错线面垂直。位错的柏氏矢量b与
fed,de段在滑移面上并平行AB，ef段与滑移
de平行而与ef垂直。试问：
1) 欲使de段位错在ABCD滑移面上运动而ef不动，应对晶体施加怎样的应力？ 2) 在上述应力作用下de位错线如何运动？晶体外形如何变化？
a1)为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为2110。 13. 设面心立方晶体中的(111) 在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算出其大小。
2) 在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数。 14. 判断下列位错反应能否进行。
??aaa[101]?[121]?[111];631) 2
a[100]?2)
aa[101]?[101];22
aaa[112]?[111]?[111];263) 3
a[100]?4)
aa[111]?[111].22
aa[101][121]215. 若面心立方晶体中有b=的单位位错及b=6的不全位错，此二位错相遇产生位错反应。
1) 问此反应能否进行？为什么？
2) 写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的类型。 16. 若已知某晶体中位错密度
??106~107cm/cm3。
?41) 由实验测得F-R位错源的平均长度为10cm，求位错网络中F-R位错源的数目。
2) 计算具有这种F-R位错源的镍晶体发生滑移时所需要的切应力。已知Ni的
G?7.9?1010Pa，a?0.350nm。
17. 已知柏氏矢量b=0.25nm，如果对称倾侧晶界的取向差
?=1°及10°，求晶界上位错之间的距离。从计算结果可得到什么结论？
18. 由n个刃型位错组成亚晶界，其晶界取向差为0.057°。设在形成亚晶界之前位错间无交互作用，试问形成亚晶界后，畸变能是原来的多少倍
（设
R?10?4,r0?b?10?8;形成亚晶界后，R?D??b）？
19. 用位错理论证明小角度晶界的晶界能?与位向差20. 简单回答下列各题。
1) 空间点阵与晶体点阵有何区别？
?的关系为???0??A?ln??。式中?0和A为常数。
2) 金属的3种常见晶体结构中，不能作为一种空间点阵的是哪种结构？ 3) 原子半径与晶体结构有关。当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变化？ 4) 在晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环？
5) 计算位错运动受力的表达式为f??b，其中?是指什么？
6) 位错受力后运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向应是什么方向？ 7) 位错线上的割阶一般如何形成？ 8) 界面能最低的界面是什么界面？
9) “小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗？
有关晶面及晶向附图2.1所示。
2.见附图2.2所示。
3．{100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十(110)+(101)+(101)+(011)+(011)，共6个等价面。 {111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。
{112}?(112)?(112)?(112)?(112)?(121)?(121) ?(121)?(121)?(211)?(211)?(211)?(211)
共12个等价面。
4．单位晶胞的体积为VCu＝0.14 nm3(或1.4×10-28m3 5．(1)0.088 nm；(2)0.100 nm。
6．Cu原子的线密度为2.77×106个原子/mm。
Fe原子的线密度为3.50×106个原子/mm。
7．1.6l×l013个原子/mm2；1.14X1013个原子/mm2；1.86×1013个原子/mm2。
8．(1) 5.29×1028个矽原子/m3； (2) 0.33。
9．9. 0.4×10-18/个原子。 10．
1.06×1014倍。
11．
(1) 这种看法不正确。在位错环运动移
出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。位错环的柏氏矢量为b，故其相对滑移了一个b的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；
B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12．
(1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力η0，的方向应与de位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de将向左(或右)移动，即沿着与位错线de垂直的方向(且在滑移面上)移动。在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b的台阶。
13．
(1)
b?a2[110]|b|?a22，其方向见附图2.4所示。 ，其大小为
(2) 位错线方向及指数如附图2.4所示。
14．
(1) 能。几何条件：∑b前＝∑b后＝
a[111]3；能量条件：∑b2前
22a＝3>∑b2后＝
12a3
(2) 不能。能量条件：∑b前2＝∑b后2，两边能量相等。
(3) 不能。几何条件：∑b前＝a/b[557]，∑b后＝a/b[11ˉ1]，不能满足。
32a＝2，即反应后能量升高。
(4) 不能。能量条件：∑b前＝a < ∑b后
22 2
15．
(1) 能够进行。因为既满足几何条件：∑b前＝∑b后＝
a[111]3，又满足能量条件：∑b2前＝
22a3>∑b2后＝
12a3
a[111](2) b合＝3；该位错为弗兰克不全位错。
16．
(1)假设晶体中位错线互相缠结、互相钉扎，则可能存在的位错源数目
Ni
n??l?1010~1011个／Cm3。
(2) η＝1.95×107 Pa。
17．
当θ＝1°，D＝14 nm；θ＝10°，D＝1.4 nm时，即位错之间仅有5～6个原子间距，
此时位错密度太大，说明当θ角较大时，该模型已不适用。
18．
畸变能是原来的0.75倍 (说明形成亚晶界后，位错能量降低)。
19．
设小角度晶界的结构由刃型位错排列而成，位错间距为D。晶界的能量γ由位错的能量
??ElE?DlD
E构成，设l为位错线的长度，由附图2.5可知，
E?由位错的能量计算可知，
Gb2Rln?E中心4?(1??)r0
取R＝D (超过D的地方，应力场相互抵消)，r0＝b和θ＝b/D代入上式可得：
?Gb2D?＝[ln?E中心]b4?(1??)bG?b1?E中心 ?ln???0?(A?ln?)4?(1??)?b
Gb，4?(1??)4?(1??)E中心Gb?0＝A?式中
20．
(1)晶体点阵也称晶体结构，是指原子的具体排列；而空间点阵则是忽略了原子的体积，而把它们抽象为纯几何
点。(2) 密排六方结构。
(3) 原子半径发生收缩。这是因为原子要尽量保持自己所占的体积不变或少变 [原子所占体积VA＝原子的体积(4/3πr3+间隙体积]，当晶体结构的配位数减小时，即发生间隙体积的增加，若要维持上述方程的平衡，则原子半径必然发生收缩。
(4) 不能。因为位错环是通过环内晶体发生滑移、环外晶体不滑移才能形成。 (5) 外力在滑移面的滑移方向上的分切应力。(6) 始终是柏氏矢量方向。 (7) 位错的交割。(8) 共格界面。
(9) 否，扭转晶界就由交叉的同号螺型位错构成。
说明间隙固熔体与间隙化合物有什么异同。
2.有序合金的原子排列有何特点？这种排列和结合键有什么关系？为什么许多有序合金在高温下变成无序？
?2?2?2x?12/10x?20/10x?42.5/10SnZnCd3.已知Cd,Zn,Sn,Sb等元素在Ag中的固熔度（摩尔分数）极限分别为，，，
xSb?7/10?2，它们的原子直径分别为0.3042nm，0.314nm，0.316nm，0.3228nm，Ag为0.2883nm。试分析其固熔
度（摩尔分数）极限差别的原因，并计算它们在固熔度（摩尔分数）极限时的电子浓度。