材料科學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)參考答案

1、材料科學(xué)基礎(chǔ)作業(yè)參考答案 第二章1回答下列問(wèn)題:（1）在立方晶系的晶胞內(nèi)畫(huà)出具有下列密勒指數(shù)的晶面和晶向:（001）與 210，（111）與112，（l1o）與111，（1 32）與123，（ 322）和236。1#（2）在立方晶系的一個(gè)晶胞中畫(huà)出（ 解答：111）和（112）晶面，并寫(xiě)出兩晶面交線(xiàn)的晶向指數(shù)。#（2）首先求（111）和（112）的交線(xiàn)。 由式（2 7）,即u=k1b-k2l 1=1x2-1x1=1” 1 :.； i lZ-'- v=l 1h2-bh1=1x1-2x1=-1w=h1k2-h2k 1=1x1-1x1=0所以，（111）和（112）兩晶面交線(xiàn)的晶向指數(shù)為1

2、1 0或者1 10。如下圖所示。23#3立方晶系的111、110、123晶面族各包括多少晶面？寫(xiě)出它們的密勒指數(shù)。解答：123 = (123) (123) (123) (123) (132) (132) (1空2) (132)(231) (231) (231) (231) (213) (213) (213)(21 3)(312)(312)(3 12)(31 2)(321 )(321)(321)(32 1 )1101= (110) +(101)+(011)+(1 10) + (100+(01 1)6 組.11111= (111) +(111)+ (111) + (111 ) 4 組.注意：書(shū)中有

3、重復(fù)的。如(111)與(111)應(yīng)為同一晶面，只是位于坐標(biāo)原點(diǎn)的位置不同。6. (略)7.(題略)(1) (2)用公式d hklah2=k 2=l2求。(3)用公式1JU =求。(1) d(100)=0.286nmd(110)=0.202nmd(123)=0.076nm 顯然，d(100)最大。(2) d(100)=0.365nmd(111)=0.211 nmd(112)=0.149 nm顯然，d(100)最大。(3) d(11 2 0)=0.1605 nmd(1o1o)=O.278nmd(10l2)=0.190 nm顯然，d(1010)最大。由(1)、(2)、(3)得低指數(shù)的面間距較大，而高

4、指數(shù)的晶面間距則較小&回答下列問(wèn)題:（1）通過(guò)計(jì)算判斷（110）、（ 132）、（ 311）晶面是否屬于同一晶帶？（2）求（211 ）和（110）晶面的晶帶軸，并列出五個(gè)屬于該晶帶的晶面的密勒指數(shù)。解答提示：（1）首先求任兩面的交線(xiàn)，即求晶面（ h1 k1 l1）和（h2 k2 l2）的求晶帶軸uvwh飢U 1 V 1 w =1 h tg Itu = k1 12 - k2 11 、 v = 11 h2- l2h1、 w = h1 k2- h2 k1再判斷該晶帶軸是否與另一面垂直，即是否滿(mǎn)足uh+ vk+ wl = 0。（2）采用以上公式求得后，任寫(xiě)5個(gè)，注意h,k,l必須最小整數(shù)化。1

5、0. （題略）利用公式（2 12） （2- 13）求。正負(fù)離子之間的距離：R°= R+ + R-=23.1 nm單價(jià)離子半徑：RNa+=Cn/（Z1-滬 Cn/（11-4.52） = Cn/6.48單價(jià)離子半徑：Rf-=Cn/（Z2-滬 Cn/（9-4.52） = Cn/4.48所以，Cn=61.186從而，RNa+=9.44 nmRf'=13.66 nm答：略。18.（題略）注意寫(xiě)詳細(xì)一些。第四章2. （題略）解答提示：利用公式（4 1）解答。-une（訐）取 A = 1,則一二 e kT ,NU =kTl nN=1.38x10-23x1073x ln(ne6.02 102

6、39.58 10623107.9 3.6 10=1.763x10-19 (J/atom)4. (題略)由幾何條件，如果有，a/2 111+a/2111宀 a001 反應(yīng)前刀b2為3/2a2,反應(yīng)后刀b2為a2,位錯(cuò)能反應(yīng)。所以，另一條位錯(cuò)的柏氏矢量為a/21 11。7. (題略)注：應(yīng)分段說(shuō)明。O1,23,4S為螺型位錯(cuò)，12, 34為刃型位錯(cuò)。OS中彎折的位錯(cuò)線(xiàn)是扭折，可以通過(guò)位錯(cuò)自身的滑移而消除。O'S'是割階，不容易消除而形成空位。10. (題略)(1 )V(2) x(3) x(4) x(具體解答過(guò)程略)11. (題略)(1 )能。符合位錯(cuò)反應(yīng)的幾何條件和能量條件。位錯(cuò)反

7、應(yīng)式為：a/2 101+a/612 1宀 a/3111注意如果寫(xiě)成 a/2 101 ta/612 1+a/32 12時(shí)顯然不合題意，此反應(yīng)是不能進(jìn)行的。(2 )合成位錯(cuò)的柏氏矢量是a/3 111，是不全位錯(cuò)。14.(略)18.(題略)(1)依題意，晶界能之間應(yīng)該有以下關(guān)系成立：故 cu/b(1 ) =0.25J/m262cu/b(40 ) =0.326J/m2cu/b（60 ） =0.5J/m（2）討論（略）。注意第二相出現(xiàn)時(shí)，界面能隨著與其基體夾角的增大而增大，從而角度大 的第二相在熱力學(xué)上是一種不穩(wěn)態(tài)，第二相傾向于小角度出現(xiàn)。第五章3. （題略）（1）見(jiàn)教材P141, P146，注意寫(xiě)詳細(xì)

8、點(diǎn)。（2）MnS:正常價(jià)化合物，鋼鐵中的有害夾雜物，使之易脆，降低韌性。FesC:間隙化合物，正交晶系結(jié)構(gòu)，鋼鐵中的常見(jiàn)強(qiáng)化相。Mg2Si:正常價(jià)化合物，具有離子鍵特征，是鋁合金中常見(jiàn)的強(qiáng)化相。SiC:正常價(jià)化合物，具有共價(jià)鍵特征，常用作復(fù)合材料的增強(qiáng)粒子。CU31Sn8：電子化合物，復(fù)雜立方，具有金屬鍵特征Fe4N:間隙化合物，面心立方，強(qiáng)化相。WC:間隙化合物，簡(jiǎn)單立方，強(qiáng)化相。Cr23C6:間隙化合物，復(fù)雜立方，強(qiáng)化相。5. （題略）提示：根據(jù)已知條件，利用杠桿定律算出520 C時(shí)的液相點(diǎn)50%，和400C時(shí)的液相點(diǎn)20%，在加上各自的熔點(diǎn)，禾U用以上關(guān)鍵點(diǎn)，連接成線(xiàn)，即得相圖。6. （題略）利用杠桿定律得到各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，連線(xiàn)即得。9. （題略，強(qiáng)烈建議抄鐵碳合金相圖） 分析參見(jiàn)教材亞共析鋼部分P181- 182。結(jié)晶組織過(guò)程示意圖參考圖5 50。冷卻曲線(xiàn)注意畫(huà)出轉(zhuǎn)折點(diǎn)。