19材料科学基础考研复习
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19材料科学基础考研复习
1.作图表示立方晶体的?123?,?012?,?；已知Mg的密度r=0.161nm；5.当CN=6时Na离子半径为0.097nm，试；1)当CN=4时，其半径为多少？2)当CN=8时；6.试问：在铜（fcc,a=0.361nm）的&；方向,原子的线密度为多少？7.镍为面心立方结构，；?mg?1.74Mg/m；，相对原子质量为24.31，原子半径；rNi?0.
作图表示立方晶体的?123?,?012?,?421?晶面及?102?,211?,?346?晶向。 2.
在六方晶体中，绘出以下常见晶向?0001?,?2110?,?1010?,?1120?,?1210?等。 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r=0.161nm。5.
当CN=6时Na离子半径为0.097nm，试问：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2??mg?1.74Mg/m3，相对原子质量为24.31，原子半径rNi?0.1246nm。试确定在镍的（100），（110）及（111）平面上1mm中各有多少个原子。3?Mg/mSiO2?8.
石英的密度为2.65。试问：1)
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109103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。12.
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fed,de段在滑移面上并平行AB，ef段与滑移面垂直。位错的柏氏矢量b与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？a13.
设面心立方晶体中的(111)为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为2?110?。1)
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。a[101]?a6[121]?a3[111];1)
2 2)a[100]?a2[101]?a2[101]; a3)
3[112]?a2[111]?a6[111]; 4)a[100]?a2[111]?a2[111]. a[121]a15.
若面心立方晶体中有b=错相遇产生位错反应。2[101]的单位位错及b=6的不全位错，此二位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??106~10cm/cm73。?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10Ni的G?7.9?10Pa，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?的关系为???0??A?ln??。式中?0和A为常数。20.
简单回答下列各题。1)
空间点阵与晶体点阵有何区别？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？ 1.
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？3.
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xCd?42.5/10?2 ，xZn?20/10?2，xSn?12/10?2，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。4.
试分析H、N、C、B在??Fe和??Fe中形成固熔体的类型、存在位置和固溶度（摩尔分数）。各元素的原子半径如下：H为0.046nm，N为0.071nm，C为0.077nm，B为0.091nm，??Fe为0.124nm， ??Fe为0.126 nm。 5.
金属间化合物AlNi具有CsCl型结构，其点阵常数 a=0.2881nm,试计算其密度（Ni的相对原子质量为58.71，Al的相对原子质量为26.98）。 6.
ZnS的密度为4.17.
碳和氮在??Mg/m3，试由此计算两离子的中心距离。xC?8.9/10?2Fe中的最大固熔度（摩尔分数）分别为，xN?10.3/10?2。已知C、N原子均位于八面体间隙，试分别计算八面体间隙被C、N原子占据的百分数。8.
为什么只有置换固熔体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固熔体则不能？9.
计算在NaCl内，钠离子的中心与下列各离子中心的距离（设Na和Cl的半径分别为0.097nm和0.181nm）。 1)
最近邻的正离子； 2)
最近邻的离子； 3)
次邻近的Cl离子； 4)
第三邻近的Cl离子； 5)
最邻近的相同位置。 10.
某固熔体中含有氧化镁为1)
试问Li,Mg?2???--xMgO?30/10?2，xLiF?70/10?2。,F,O?2-之质量分数为多少？g/cm32)
假设MgO的密度为3.6的密度为多少？，LiF的密度为2.6g/cm3，那么该固溶体11.
非晶形材料的理论强度经计算为G/6~G/4，其中G为剪切模量。若?=0.25，由其弹性性质试估计玻璃（非晶形材料）的理论强度（已知E=70000Mpa）。 12.
一陶瓷绝缘体在烧结后含有1％（以容积为准）的孔，其孔长为13.7mm的立方体。若在制造过程中，粉末可以被压成含有24％的孔，则模子的尺寸应该是多少？13.
一有机化合物，其成分为wC?62.1/10?2，wH?10.3/10?2，wO?27.6/10?2。试写出可能的化合物名称。 14.
画出丁醇?C4H9OH?的4种可能的异构体。15.
一普通聚合物具有C2H2Cl2作为单体，其平均分子质量为60000u（取其各元素相对原子质量为Ar(C)?12,Ar(H)?1,Ar(Cl)?35.5)。 1)
求其单体的质量； 2)
其聚合度为多少？包含各类专业文献、中学教育、生活休闲娱乐、幼儿教育、小学教育、高等教育、各类资格考试、应用写作文书、行业资料、文学作品欣赏、19材料科学基础考研复习等内容。　
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材料科学基础经典习题及答案10
第一章材料科学基础；,211?,?346?晶向；4.镁的原子堆积密度和所有hcp金属一样，为0.；?5.当CN=6时Na离子半径为0.097nm，；1)当CN=4时，其半径为多少？2)当CN=8时；6.试问：在铜（fcc,a=0.361nm）的&；7.镍为面心立方结构，其原子半径为rNi?0.1；2（100），（110）及（111）平面上1mm；8.石英?S
材料科学基础,211?,?346?晶向。 1.作图表示立方晶体的?123?,?012?,?421?晶面及102,1010??,?等。 2.在六方晶体中，绘出以下常见晶向?0001?,?2110??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，相对原子质量为24.31，原子半径r=0.161nm。?5.当CN=6时Na离子半径为0.097nm，试问：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rNi?0.1246nm。试确定在镍的2（100），（110）及（111）平面上1mm中各有多少个原子。8. 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）？109.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，9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。12.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3?mg?1.74Mg/m3面。晶体中有一条位错线fed,de段在滑移面上并平行AB，ef段与滑移面垂直。位错的柏氏矢量b与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？13.设面心立方晶体中的(111)为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为。1)
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。aaaaa[101]?[121]?[111];a[100]?[101]?[101];63221)
22)aaaaa[112]?[111]?[111];a[100]?[111]?[111].26223)
34)aa[101][121]2615.
若面心立方晶体中有b=的单位位错及b=的不全a1102?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。673??10~10cm/cm16.
若已知某晶体中位错密度。1)
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。10已知Ni的G?7.9?10Pa，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,r0?b?10;形成亚晶界后，19.
用位错理论证明小角度晶界的晶界能?与位向差?的关系为?4?8?4R?D?b???0??A?ln??。式中?0和A为常数。20. 简单回答下列各题。1)
空间点阵与晶体点阵有何区别？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？ 答案1．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(10)+(101)+(01)+(011)+(01)，共6个等价面。 {111}＝(111)+(11)+(11)+(11)，共4个等价面。{112}?(112)?(12)?(12)?(11)?(121)?(21)?(11)?(12)?(211)?(11)?(21)?(21)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?2a|b|?a[10]2，其方向见附图2.4所示。 2，其大小为(2) 位错线方向及指数如附图2.4所示。a[11]14．(1) 能。几何条件：∑b前＝∑b后＝3；能量条件：∑b22a3＝&∑b2前12a23(2) 不能。能量条件：∑b前2＝∑b后2，两边能量后＝相等。(3) 不能。几何条件：∑b前＝a/6[557]，∑b后＝a/6[11ˉ1]，不能满足。32a22 2(4) 不能。能量条件：∑b前＝a & ∑b后＝2，即反应后能量升高。a[11]315．(1) 能够进行。因为既满足几何条件：∑b前＝∑b后＝，22a2又满足能量条件：∑b前＝3&∑b12aa[11]2(2) b合＝3；该位后＝3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n??l?个／Cm3。(2) ηNi＝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)。包含各类专业文献、行业资料、文学作品欣赏、高等教育、中学教育、幼儿教育、小学教育、材料科学基础经典习题及答案10等内容。　
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