“材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)”顧宜版第二章習(xí)題

1、材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)”第二章習(xí)題1 .鐵的單位晶胞為立方體，晶格常數(shù)a=,請由鐵的密度算出每個(gè)單位晶胞所含的原子數(shù)。2 .在立方晶系單胞中，請畫出：（a） 100方向和211方向，并求出他們的交角；（b） b）（011）晶面和（111）晶面，并求出他們得夾角。（c） 一平面與晶體兩軸的截距a=,b=并且與z軸平行，求此晶面的密勒指數(shù)。3 .請算出能進(jìn)入fcc銀的填隙位置而不擁擠的最大原子半徑。4 .碳在r-Fe（fcc）中的最大固溶度為%（重量百分?jǐn)?shù)），已知碳占據(jù)r-Fe中的八面體間隙，試計(jì)算出八面體間隙被C原子占據(jù)的百分?jǐn)?shù)。5 .由纖維和樹脂組成的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，設(shè)纖維直徑的尺寸是相同的。請

2、由計(jì)算最密堆棒的堆垛因子來確定能放入復(fù)合材料的纖維的最大體積分?jǐn)?shù)。6 .假設(shè)你發(fā)現(xiàn)一種材料，它們密排面以ABAC重復(fù)堆垛。這種發(fā)現(xiàn)有意義嗎你能否計(jì)算這種新材料的原子堆垛因子7 .在FCCHCP和BCC中最高密度面是哪些面在這些面上哪些方向是最高密度方向8 .在鐵中加入碳形成鋼。BCC結(jié)構(gòu)的鐵稱鐵素體，在912c以下是穩(wěn)定的，在這溫度以上變成FC愉構(gòu)，稱之為奧氏體。你預(yù)期哪一種結(jié)構(gòu)能溶解更多碳對你的答案作出解釋。9 試說明為何不能用描述宏觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方程來描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述微觀粒子狀態(tài)變化的基本方程是什么10設(shè)一能級的電子占據(jù)幾率為1/4，另一能級為3/4，（1）分別計(jì)算兩個(gè)能級的能量比

3、費(fèi)米能高出多少KT；（2）應(yīng)用計(jì)算結(jié)果說明費(fèi)米分布的特點(diǎn)。11何為能帶請用能帶理論解釋金屬、絕緣體、半導(dǎo)體的電學(xué)性能。12 .試解釋面心立方晶體和密排六方晶體結(jié)構(gòu)不同、致密度相同的原因13 .請解釋名詞：空間點(diǎn)陣、晶胞、晶系14 .試解釋什么叫費(fèi)米面和費(fèi)米能。15 .試分析晶體中的點(diǎn)缺陷是一種熱力學(xué)平衡缺陷的原因。16 .假設(shè)1%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的B加入Fe中，a.B以間隙還是置換雜質(zhì)存在b.計(jì)算被B原子占據(jù)的位置（不論是間隙或者是置換）的分?jǐn)?shù)。c.若含B的Fe進(jìn)行氣體滲碳，這個(gè)過程會(huì)比在不含B的Fe中進(jìn)行得快還是慢請解釋。17 .在室溫下SiO2可以是玻璃也可以是晶態(tài)固體。問在玻璃態(tài)的二氧化硅還

4、是在晶態(tài)二氧化硅中擴(kuò)散更快為什么19 .何為位錯(cuò)它有哪些類型什么叫滑移什么叫攀移在什么情況下會(huì)發(fā)生滑移和攀移。20 .是一個(gè)柏氏矢量7b的位錯(cuò)環(huán)，在剪切應(yīng)力的作用下，求：I）該位錯(cuò)環(huán)各段位錯(cuò)線的結(jié)構(gòu)類型（位錯(cuò)線方向?yàn)轫槙r(shí)針方向）；II）指出其中刃型位錯(cuò)的半原子面位置；III）在的作用下，該位錯(cuò)環(huán)在晶體中如何運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)結(jié)果如何IV）=0寸，該位錯(cuò)線是否會(huì)穩(wěn)定存在，為什么21 .柏氏矢量的物理意義是什么當(dāng)一根位錯(cuò)線在什么條件下才能自發(fā)轉(zhuǎn)變成另兩根位錯(cuò)線22 .為什么間隙固溶體中的溶質(zhì)擴(kuò)散要比置換固溶體中的溶質(zhì)擴(kuò)散快得多請解釋之。23 .晶體在低溫時(shí)的擴(kuò)散以晶界擴(kuò)散為主，高溫時(shí)以體積擴(kuò)散為主，試述理由

5、。2.考察FCC金屬Cu,其點(diǎn)P$常數(shù)a為。a.計(jì)算這個(gè)材料最低能量的柏氏矢量的長度。b.以Cu原子半徑表達(dá)這一長度。c.在這種材料中，滑移發(fā)生在那個(gè)晶面族24 .鑰(Mo)晶體的柏氏矢量長度是。若Mo的點(diǎn)陣常數(shù)是，確定Mo具有BCC還是FCC晶體結(jié)構(gòu)。25 .為什么柏氏矢量通常是處在密排方向26 .為什么密排面通常是滑移面27 .下面給出BCC金屬中的位錯(cuò)反應(yīng)，說明在矢量運(yùn)算上是正確的，在能量上它是有利的。(a/2)111+(a/2)1ia1-0-028 .在FCC固體中柏氏矢量為(a/2)101位錯(cuò)，位錯(cuò)平行于110。確定位錯(cuò)的類型和它的滑移面，這個(gè)位錯(cuò)能由滑動(dòng)而移動(dòng)嗎29 .為什么FCC

6、金屬的塑性比HCP及BCO屬的大30 .討論刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)的共同點(diǎn)和差異點(diǎn)。31 .何為拐點(diǎn)分解，在什么情況下會(huì)發(fā)生拐點(diǎn)分解。32 .試使用相律指出右圖的AB二元相圖的錯(cuò)誤之處，并加以解釋和修正。33 .什么叫固溶體什么叫中間相他們的結(jié)構(gòu)和性能有哪些差異試分析之。問題34與圖下圖的二元相圖及Xo合金有關(guān)。Ta和Tb分別代表A和B的平衡熔化溫度，標(biāo)出相圖的各個(gè)相區(qū)。a.這類平衡圖的名稱是什么b.如果組元A具有FCC吉構(gòu)，組元B的晶體結(jié)構(gòu)是什么為什么c.示意畫出Xo合金和純組元B的平衡冷卻曲線，解釋為什么它們的形狀不同。d. Xo合金的液相線溫度和固相線溫度是什么e. Xo合金在1100c時(shí)每一個(gè)平衡相的成分是什么確定在1100c液體的分?jǐn)?shù)l和固體的分?jǐn)?shù)S。f. Xo合金在平衡條件下從1200c冷卻到室溫，畫出它的L和s隨溫度的變化略圖g.用圖7-43的相圖，當(dāng)平衡冷卻通過兩相區(qū)時(shí)，說明液相和固相的成分怎樣變化圖74s個(gè)假想的A-R二元系的二兀甲拓相為35.考慮一個(gè)假設(shè)相圖，其中組元A在900c熔化，組元B在1000c熔化，在600c有一個(gè)不等溫轉(zhuǎn)變。B在a中的溶解度從在室溫時(shí)幾乎為零上升到最大值的10%。當(dāng)一個(gè)