材料科学基础复习题汇总文档格式.docx

材料科学基础复习题汇总文档格式.docx

《材料科学基础复习题汇总文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《材料科学基础复习题汇总文档格式.docx（29页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

（4）画出在位错运动过程中各位错线形状的变化，指出割阶、弯折和位错偶的位置。

（5）画出晶体最后的形状和滑移线的位置。

8.晶体滑移面，有一圆形位错环如图所示。

问：

（1）晶体滑移面的上部晶体外加切应力方向和Burgers矢量

同向或反向时，位错环向外滑移？

（2）位错环平衡半径和外加切应力的关系式。

9.

同一滑移面上有二段Burgers矢量相同异号刃型位错（AB，CD位错线方向相反），位错线处在同一直线上，每段位错线长度x,相距x。

若他们做F-R位错源开动。

（1）F-R位错源开动过程（考虑交互作用）；

（2）位错源开动临界切应力。

10.面心立方晶体中位错。

如下图Thompson四面体，根据DA,DB,DC矢量的指数，计算、回答下列问题。

（1）6个全位错的Burgers矢量；

（2）4个Frank分位错的Burgers矢量；

（3）12个Shockley分位错的Burgers矢量；

（4）6个压杆分位错的Burgers矢量。

11.Lomer-Cottrell位错锁的形成。

如下图，fcc晶体中，

面上各有一个全位错分解成扩展位错。

分解前位错线平行于滑移面交线。

（1）

、

面上分解前全位错的Burgers矢量、位错的性质；

（2）

面上领先位错相遇生成的新位错Burgers矢量、位错的性质、滑移面、可动性。

晶体结构习题

1.对于面心立方点阵：

（1） 

写出{111}晶面族包含的所有晶面的晶面指数；

（2）在一个晶胞中画出{111}晶面族所有晶面（每个晶面为三角形）；

（3）在以上图中，标出所有晶面交线（三角形三条边）的晶向指数。

2.对于面心点阵，计算回答下列问题

（1）[111]与[011]的晶向夹角;

（2）（101）与（111）晶面的夹角;

（3）（100）、（110）、（111）面是否属于同一晶带轴。

3.对于立方晶系，证明（hkl）晶面与[hkl]晶向垂直。

4.分别计算面心立方、体心立方点阵{001}、{011}、{111}面的面间距。

5.Cu的密度为8.96g/cm3,计算CU的点阵常数与原子半径。

6.某理想hcp结构金属，密度1.74g/cm3,原子量24，求a、c、c/a、原子半径和致密度。

7.金刚石的晶格常数0.357nm,求原子半径、密度、原子排列致密度；

石墨密度2.25g/cm3,计算金刚石转变成石墨相对体积变化。

8.MgO为NaCl型晶体结构，负、正离子半径依次为0.178um,0.132um。

计算：

晶胞原子数；

（2） 

属于那种Bravais点阵；

（3） 

正负原子在哪个晶向相切；

（4） 

正、负离子位置；

（5） 

点阵常数；

（6） 

配位数；

（7） 

密度；

（8） 

致密度。

9.Mn为立方结构，a=0.632nm密度7.28g/cm3，r=0.122nm求：

每个晶胞中原子数；

Bravais点阵类型；

10.A2结构的Fe转变成A1结构的Fe，晶胞体积收缩1.06%,计算：

（1）A1,A2结构铁的原子半径比；

（2）原子半径相对变化率。

11.碳原子占据A1结构Fe的８面体间隙。

（1）如果全部８面体间隙都被碳原子占据，碳的溶解度（原子百分数）；

（2）如果碳的溶解度（原子百分数）为8.9%,８面体间隙占据率是多少。

12.黄铜（CuZn）具有B2结构，当合金成分为计量成分时,Cu,Zn原子比为50:

50。

若90％Cu原子位置占据晶胞体心位置，而且Cu,Zn原子比为54:

46，求百分之几的晶胞顶点位置被剩余Cu原子位置占据。

13．Cu，Zn，Sn的价电子数分别是1，2，4。

求Cu-10at%Zn-Sn固溶体中,最多能固溶多少Sn。

14．FCC铁中C的固溶度为2at%,求八面体间隙占据率；

BCC铁的原子排列致密度比FCC小，为什么C的极限固溶度小？

15.从晶体结构角度，比较间隙固溶体，间隙相，间隙化合物的区别。

材料科学基础（I）基础习题

晶体结构

1.填空

1.fcc结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是________________晶胞中原子数为___________，把原子视为刚性球时，原子的半径是____________；

bcc结构的密排方向是_______，密排面是_____________致密度为___________配位数是________________晶胞中原子数为___________，原子的半径是____________；

hcp结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______，致密度为___________配位数是________________，晶胞中原子数为___________，原子的半径是____________。

2.bcc点阵晶面指数h+k+l=奇数时，其晶面间距公式是________________。

3.Al的点阵常数为0.4049nm，其结构原子体积是________________。

4.在体心立方晶胞中，体心原子的坐标是_________________。

5.在fcc晶胞中，八面体间隙中心的坐标是____________。

6.空间点阵只可能有___________种，铝晶体属于_____________点阵。

Al的晶体结构是__________________，-Fe的晶体结构是____________。

Cu的晶体结构是_______________，

7点阵常数是指__________________________________________。

8图1是fcc结构的（-1,1,0）面，其中AB和AC的晶向指数是__________，CD的晶向指数分别

是___________，AC所在晶面指数是--------------------。

9晶胞中每个原子平均占有的体积称为____________________________________。

10FCC包含有<

112>

晶向的晶面是___________________。

11.

图2为简单立方点阵晶胞，其中ABC面的指数是______________，AD的晶向指数是_______________。

12.在空间点阵中选取晶胞的原则是：

（1）_______________________________

（2）_________________________________（3）________________________________________（4）____________________________。

13以点阵常数a为单位，fcc晶体的原子半径是___________，bcc晶体的原子半径是____________，fcc晶体（110）面的晶面间距是_______________________，[110]方向的原子间距为_______________，fcc晶体的结构原子体积为_____________________。

14金刚石的晶体___________，每个晶胞中的原子数为_____________________。

15（h1k1l1）和（h2k2l2）两晶面的晶带轴指数[uvw]为______________________________。

16面心立方结构每个晶胞中八面体间隙数为________，四面体间隙数为______。

17立方晶系晶面间距计算公式是_______________________。

18Zn室温的点阵常数a=2.6649A，c=4.9468A，其轴比为____________，配位数为_______。

19工业多晶体金属不呈现性能的各向异性，其原因是______________________________。

20纯铁冷却时在912发生同素异晶转变是从___________结构转变为___________结构，其原子半径发生_______________变化。

21.原子排列最密的晶面，其面间距______________（最大或最小）。

22.公式d=a/h2+k2+l2只适用于计算______________________结构相平行晶面间的距离。

2.判断

1.-Fe致密度比-Fe小，所以-Fe溶解碳比-Fe多。

（）

2.立方晶系中具有相同指数的晶面与晶向必定相互垂直。

3.原子半径大小与其在晶体中配位数无关。

4.密排六方结构不能称作一种空间点阵。

5.铁素体的点阵常数比a-Fe的点阵常数小。

6.金属键无方向性及饱和性。

7.在立方晶系中，[-111]（1-1-1）。

8.在fcc和bcc结构中，一切相邻的平行晶面间的距离可用公式：

d=a/√h2+k2+l2（）

9.结构原子体积是指结构晶胞中每个原子的体积。

10.立方晶系的（100），（010）和（001）面属于同一个晶带。

11.由-Fe转变为-Fe时，原子半径增大（），发生体积膨胀（）。

12.Fcc和bcc结构中的八面体间隙均为正八面体。

13.空间点阵中每个阵点周围具有等同的环境。

14一个面心立方结构相当于体心正方结构。

15.从实用观点来看体心立方金属中的空隙比面心立方金属中的更为重要。

3.简述

金属键，晶体，同素异晶转变（并举例），晶胞，点阵常数，

晶面指数，晶面族，晶向指数，晶向族（举例），

晶带和晶带轴，配位数，致密度，晶面间距，

面心立方结构，体心立方结构，密排六方结构，

合金相结构

1.填空

1.形成无限固溶体的必要条件是：

（1）_________________，

（2）_________________--，（3）____________________。

2.形成有序固溶体的必要条件是：

（1）_________________________，

（2）________________，（3）_________________________。

3.影响正常价化合物形成的主要因素是_____________________________。

4.C原子半径为0.77A，Cr的原子半径为1.28A，则Cr23C6是____________化合物。

5.随着溶质浓度的增大，单相固溶体合金的强度______________，塑性______________，导电性___________________。

6.如图是铜金有序固溶体的晶胞，其分子式为___________。

7影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是：

（1）_______________________；

（2）___________________________;

（3）_______________________；

（4）___________________________和环境因素。

8形成置换固溶体时，两组元原子半径的相对差小于_______________，是有利于大量固溶的因素之一。

9Cu是一价，Sn是四价，则Cu3Sn化合物的电子浓度为__________。

10铁碳合金中奥氏体的晶体结构是____________，铁素体的晶体结构是________________。

11置换式固溶体的不均匀性主要表现为存在____________________________________和_______________________。

12.电子化合物的形成条件为_______________，晶型___________，例如___________________________。

13间隙相的形成元素为____________________，晶型为_________________例如___________________。

14高速钢中VC相结构为________________，黄铜中CuZn相结构为________________。

15填隙固溶体溶质溶于溶剂金属点阵的____________，只能形成___________固溶体。

16按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为_____________和_________________。

17元素的负电性是指_____________________________________，在周期表中，同一周期元素的负电性由左向右逐渐_____________，而同一族元素的负电性由上到下逐渐____________。

二元合金中两组元的电负性差越大，越易形成___________________，越不易形成___________________。

18.无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是：

强度和硬度__________，塑性_______________，导电性_________________。

19电子浓度是指_________________之比，CuZn型超结构的电子浓度等于_____________，属于____________空间点阵。

20随着溶质浓度的增大，单相固溶体合金的强度__________，塑性_____________，导电性______________。

2.选择与判断

1形成间隙固溶体时，溶剂的点阵常数_____。

A增大B减小C不变

2.在固溶体自由能与成分的关系式中，两组元相互作用参数的表达式为_______。

ANZ（eAB+（eAA+eBB）/2）BNZ（eAB-（eAA+eBB）/2）CEAB=（eAA+eAB）/2

3.图2是铜金有序固溶体的结构晶胞，

此有序固溶体的分子式为_____________。

ACu2Au5

BCuAu2

CCuAu

4.钨（W）的原子半径为1.41A，

碳的原子半径为0.77A，则WC为________

A间隙固溶体，B间隙相，C间隙化合物

5.．-Co为hcp结构，-Co为FCC结构，

则Fe-Co无限固溶体为_____________结构。

AFCC，BBCC，Chcp

6.在有序固溶体中，异类原子结合力小于同类原子结合力。

7.所有金属间化合物都能提高合金的强度。

8.Nb的原子半径为1.47A，C原子半径为0.77A，则NbC为间隙化合物（）

9.纯金属发生同素异性转变将产生成分和有序度方面的改变。

10.与固溶体相比，金属化合物具有高硬度低塑性。

11.在拓扑相中，半径较大的原子构成密排主层（），次层一般是半径较小的原子（）。

3.名词解释

置换固溶体，有序固溶体，无序固溶体，

间隙固溶体和间隙化合物，间隙相与间隙化合物，

正常价化合物，电子浓度，电子化合物

4.问答

1：

分析氢，氮，碳，硼在-Fe和-Fe中形成固溶体的类型，H2,N,C,B进入点阵中的位置。

元素的原子半径如下：

氢：

0.46A氮：

0.71A碳：

0.77A硼：

0.91A

2：

指出固溶体与金属化合物在晶体结构和机械性能方面的区别。

晶体缺陷

1填空

1空位是热力学_______________的缺陷，而位错是热力学_____________的缺陷。

2fcc晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是_________________；

bcc晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是_________________;

hcp晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是_________________;

fcc中Frank位错的柏氏矢量是___________。

3一根柏氏矢量b=a/2<

110>

的扩展位错滑出晶体后，在晶体表面产生的台阶的高度为_____________________。

4在某温度下，晶体中的空位数与点阵数的比值称为__________________。

2为位错线单位矢量，b为柏氏矢量，则b=0时为_______位错，b=b时为________________位错，b=-b时为______________位错。

5三根右螺型位错线的正向都指向位错结点，则它们的柏氏矢量之和等于______。

6设位错运动时引起晶体体积的变化为V，则V=0时为___________运动，V0时为______________运动。

7在位错应变能公式E=Gb2Ln（r/r0）/4k中，对于刃型位错K等于_________，对螺型位错K等于_____________。

8在简单立方晶体中，A、B两位错的滑移面和自由表面的交线如图1所示，则A为________型位错，B为_________型位错。

9fcc晶体中单位位错的柏氏矢量是________________，肖克莱位错的柏氏矢量是____________，弗兰克位错的柏氏矢量是_______________。

10单位体积中位错线总长度称为________________。

11螺型位错的应力场只有两个相等的_______应力分量，其表达式为________________________。

12简单立方晶体、fcc晶体、bcc晶体和hcp晶体中单位位错的柏氏矢量依次是_____________、_______________________、______________________。

13通常把一个全位错分解为两个________________位错，中间夹一片层错的位错组态称为______________。

14位错概念和位错模型首先是由_________________等人提出来的。

15位错线和柏氏矢量如图所示，其中AB是___________位错，BC是__________位错，DE是________________位错。

16对含刃位错的晶体施加垂直于多余半原子面的压应力有利于______攀移，施加拉应力有助于______攀移。

17fcc晶体中单位位错的柏氏矢量是__________________，Shockley位错的柏氏矢量是__________，Frank位错的柏氏矢量是___________________。

18.图1为ABC位错线，AB是_____________位错，BC是________________位错，在切应力作用下，AB_______________运动，BC向______________运动。

图1

19作用在位错线上的力Fd=_________________________，这个力Fd与位错____________方向。

20使弗兰克----瑞德源“动作”所需的临界切应力________________________________。

21位错可定义为_____________________________________________________。

22位错塞积时障碍物对领先位错的作用力大小为__________________________________。

23在外加应力作用下，当位错在晶体中滑动时，刃型位错的运动方向与b_____________与________________________，与位错线_________________________________。

24具有结构的层错能的金属容易进行交滑移，其滑移痕迹为__________________________________________。

2选择

1由于化学交互作用的结果，溶质原子在层错区的偏聚，称为____________。

A斯诺克气团B铃木气团C柯垂耳气团

2层错的边缘一定是________________。

A肖克莱位错B弗兰克位错C不全位错

3在fcc晶体中，位错反应_______________能进行。

Aa/6[112]+a/6[110]a/3[111]Ba/2[10-1]a/6[2-1-1]+a/6[11-2]

4肖克莱位错具有螺型、刃型和混合型三种，它们能够_______________。

A攀移B交滑移C沿滑移面滑移

5晶体中点缺陷的存在，使电阻________。

A增大B减小C不变

6把一根右螺型位错线的正方向反向，则此位错_______。

A变为左螺型位错B仍为右螺型位错

7三个位错及其柏氏矢量如图所示，则b2与b1之和_________。

A大于b1B:

小于b1C等于b1

8位错的应变能与其柏氏矢量__________成正比。

AbBb2Cb3

9两刃型位错及其柏氏矢量如图所示，AB位错向下滑移与CD位错交割后，则________

AAB产生割阶BAB产生扭折CCD产生割阶DCD产生扭折

10fcc晶体的（111）面按ABCBABCABC·

·

顺序堆垛时，其中含有________。

A一片抽出型层错B一片插入型层错C一片抽出型和插入型层错

11Shockley位错__________。

A只能滑移