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清华大学《材料科学基础(1)》试卷及参考答案

考试科目:材料力学基础1 考试时间:2007年1月10日 考试类型:本科期末

一、(共40分,每小题5分)

1. 指出下面四个图中A、B、C、D所代表的晶向和晶面

2. 写出镍(Ni,FCC)晶体中面间距为0.1246nm的晶面族指数。镍的点阵常数为0.3524nm。 3. 根据位错反应必须满足的条件,判断下列位错反应在FCC中能否进行,并确定无外力作用时的反应方向: (1) (2) (3) 4. 指出下列材料所属的点阵类型。 γ-Fe ;碱金属 ;Mg ;Cu ; NaCl ;贵金属 ;金刚石 ;Cr 。 5. 在FCC、BCC和HCP晶胞中分别画出任一个四面体间隙;并指出其中心的坐标: FCC ;BCC ;HCP ; 每个晶胞中的八面体间隙数量为: FCC 个;BCC 个;HCP 个。 6. 体心单斜是不是一种独立的布拉菲点阵,请说明理由。 7. GaAs和GaN分别为闪锌矿和纤锌矿结构,请分别画出二者的一个晶胞。 8. 由600℃降至300℃时,锗晶体中的空位平衡浓度降低了六个数量级。试计算锗晶体中的空位形成能(波尔兹曼常熟κ=8.617×10eV/K)

-5

二、(15分)有一单晶铝棒,棒轴为(1)初始滑移系统; (2)双滑移系统

(3)开始双滑移时的切变量γ; (4)滑移过程中的转动规律和转轴;

,今沿棒轴方向拉伸,请分析:

(5)试棒的最终取向(假定试棒在达到稳定取向前不断裂)。

三、(10分)如图所示,某晶体滑移面上有一柏氏矢量为的圆环形位错环,并受到一均匀切应力τ的作用。

(1)分析各段位错线受力情况,并在图上标示受力方向;

(2)在τ作用下,若要使该位错环在晶体中稳定不动,其最小半径为多大? (提示:位错线张力T=αGb2)