第一章 材料的结构 一、解释以下基本概念 空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、 中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化。 二、填空题 1、材料的键合方式有四类,分别是( ),( ),( ),( )。 2、金属原子的特点是最外层电子数( ),且与原子核引力( ),因此这些电子极容易脱离 原子核的束缚而变成( )。 3、我们把原子在物质内部呈( )排列的固体物质称为晶体,晶体物质具有以下三个特点,分 别是( ),( ),( )。 4、三种常见的金属晶格分别为( ),( )和( )。 5、体心立方晶格中,晶胞原子数为( ),原子半径与晶格常数的关系为( ),配位数是 ( ),致密度是( ),密排晶向为( ),密排晶面为( ),晶胞中八面体间隙个 数为( ),四面体间隙个数为( ),具有体心立方晶格的常见金属有( )。 6、面心立方晶格中,晶胞原子数为( ),原子半径与晶格常数的关系为( ),配位数是 ( ),致密度是( ),密排晶向为( ),密排晶面为( ),晶胞中八面体间隙个 数为( ),四面体间隙个数为( ),具有面心立方晶格的常见金属有( )。 7、密排六方晶格中,晶胞原子数为( ),原子半径与晶格常数的关系为( ),配位数是 ( ),致密度是( ),密排晶向为( ),密排晶面为( ),具有密排六方晶格的 常见金属有( )。 8、合金的相结构分为两大类,分别是( )和( )。 9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为( )和( ),按照固溶度分为( ) 和( ),按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为( )和( )。 10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有( )、( )、( )、( )。 11、金属化合物(中间相)分为以下四类,分别是( ),( ),( ),( )。 12、金属化合物(中间相)的性能特点是:熔点( )、硬度( )、脆性( ),因此 在合金中不作为( )相,而是少量存在起到第二相( )作用。 13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn 的电子浓度分别为( ),( ),( )。 14、如果用 M 表示金属,用X表示非金属,间隙相的分子式可以写成如下四种形式,分别是( ), ( ),( ),( )。 15、Fe3C 的铁、碳原子比为( ),碳的重量百分数为( ),它是( )的主要强化相。 三、作图表示出立方晶系(123)、(0 )、(421)等晶面和[ 02]、[ 11]、[346]等晶向。 四、 立方晶系的{111}晶面构成一个八面体,试作图画出该八面体,并注明各晶面的晶面指数。 五、某晶体的原子位于正方晶格的结点上,其晶格常数 a=b , 。今有一晶面在 X、 Y、Z 坐 标轴上的截距分别为 5 个原子间距、2 个原子间距和 3 个原子 间距,求该晶面的晶面 指数。 六、体心立方晶格的晶格常数为 a,试求出(100)、(110)、(111)晶面的面间距大小,并指 出 面间距最大的晶面。 七、已知面心立方晶格的晶格常数为 a,试求出(100)、(110)、(111)晶面的面间距大小, 并指出面间距最大的晶面。 八、试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞,并求出它的晶格常数。 九、证明理想密排六方晶胞中的轴比 c/a=1.633.。 十、试证明面心立方晶格的八面体间隙半径 r=0.414R,四面体间隙半径 r=0.225R;体心立方晶格的 八面体间隙半径;晶向的 r=0.154R,晶向的 r=0.633R;四面体间隙半径 r=0.291R, (R 为原 子半径)。 十一、 a)设有一钢球模型,球的直径不变,当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时,试计算 其体积膨胀。 b)经x射线测定,在912℃时,γ -Fe 的晶格常数为 0.3633nm, α -Fe 的晶格常数为 0.2892nm,当由 γ -Fe 转变为α -Fe 时,试求其体积膨胀,并与 a)相比较,说明其差别的原因.。 十二、已知铁和铜在室温下的晶格常数分别为 0.286nm 和0.3607nm,分别求 1cm3 中铁和铜的原子 数. 十三、试计算体心立方晶格{100}、{110}、{111}等晶面的原子密度和〈100〉、〈110〉、〈111〉 等晶向的原子密度,并指出其最密排晶面和最密排晶向。(提示:晶面的原子密度为单位面积上 的原子数,晶向的原子密度为单位长度上的原子数。) 十四、试计算面心立方晶格{100}、{110}、{111}等晶面的原子密度和〈100〉、〈110〉、〈111〉 等晶向的原子密度,并指出其最密晶面和最密晶向。 十五、求金刚石结构中通过(0,0,0)和(3/4,3/4,1/3)两碳原子的晶向,及与该晶向垂直 的晶面。 十六、求(121)与(100)决定的晶带轴与(001)和(111)所决定的晶带轴所构成的晶面的晶 面指数。 ??11?1?? 十七、计算立方系[321]与[120]及(111)与? ? 之间的夹角。 十八、为什么?-Fe 的溶碳能力远大于?-Fe 的溶碳能力? 第二章 晶体缺陷 一、解释以下基本概念 肖脱基空位、弗仑克尔空位、位错、刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错密度、位错的滑移、 位错的攀移、弗兰克-瑞德源、派-纳力、单位位错、不全位错、堆垛层错、位错反应、扩展位错、 表面能、界面能、对称倾侧晶界、共格晶面、非共格晶面、内吸附. 二、填空题 1、按照几何尺寸分类,晶体中存在三种缺陷,分别是( ),( ), ( )。 2、晶体中点缺陷主要表现形式有( ),( )和( )。 3、位错有两种基本类型,分别是( ),( )。 4、刃型位错的柏氏矢量与位错线( ),螺型位错的柏氏矢量与位错线( )。 5、柏氏矢量代表晶体滑移的( )和( ),也表示位错线周围( ) 总量的大小。 6、位错的运动有两种,分别是( )和( ),刃型