材料科学基础第1-2章例题、作业题及其解答

第2章 例 题(A)

1. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。 2. 在面心立方晶胞中画出(012)和(123)晶面。

3. 右图中所画晶面的晶面指数是多少?

4. 设晶面(152)和(034)属六方晶系的正交坐标表述,试给出其四轴坐标的表示。反之,求(1213)及(2112)的正交坐标的表示。

5. (练习),上题中均改为相应晶向指数,求相互转换后结果。

答案:2. (2110) 4. (1562), (0334)

5. [1322] [1214] (123) (212) [033] [302]

第2章 例题答案(A)

4. (152) t??(u?v)??(1?5)??6?(1562) (034) t??(u?v)??(0?3)??3?(0334) (1213) ? (123) (2112) ? (212) 5. [152]

11?u?(2U?V)?(2?1?5)??1?33?11v?(2V?U)?(2?5?1)?3? ??[1322] 33?11t??(U?V)??(1?5)??2?33?w?W?2? [034]

11?u?(2U?V)?(2?0?3)??1?33?11v?(2V?U)?(2?3?0)?2? ??[1214] 33?11t??(U?V)??(0?3)??1?33?w?W?4?

[1213]

U?u?t??1?(?1)?0??V?v?t?2?(?1)?3??[033]

?W?w?3? [2112]

U?u?t?2?(?1)?3??V?v?t??1?(?1)?0??[302]

?W?w?2?第2章 例 题(B)

1. 已知Cu的原子直径为2.56A,求Cu的晶格常数,并计算1mm3Cu的原子数。 2. 已知Al相对原子质量Ar(Al)=26.97,原子半径γ=0.143nm,求Al晶体的密度。

3. bcc铁的单位晶胞体积,在912℃时是0.02464nm3;fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm3。当铁由bcc转变为fcc时,其密度改变的百分比为多少?

4.(1)计算fcc结构的(111)面的面间距(用点阵常数表示) (2)以几何关系上验证所得结果;

(3)欲确定一成分为18%Cr,18%Ni的不锈钢晶体在室温下的可能结构是fcc还是bcc,由x射线测得此晶体的(111)面间距为0.21nm,已知bcc铁的a=0.286nm,fcc铁的a=0.363nm,试问此晶体属何结构?

5. 在1000℃,有COC为1.7%的碳溶于fcc铁的固溶体,求100个单位晶胞中有多少个碳原子?(已知:Ar(Fe)=55.85,Ar(C)=12.01)

第2章 例题答案(B)

?2Cu.fcc. ??a ? a?22??2D?2?2.56?3.62?4???n?4V??(2D)31. ? ??19?0.74??n?8.43?10个n? ?3?4D????????3?2?????Al. fcc a?22??22?0.143nm?0.405nm??Ar(Al)26.97g2. ?????2.696g/cm3

11323?733?Na?6.023?10?(0.405?10)cm0?44?

?Fe Ar(Fe)?55.85?55.85g/6.02?1023?23?7.53g/cm??bcc?0.02464?10?21cm3?55.85g??7.636g/cm3 3. ??fcc?1??6.02?1023?0.0486?10?21cm34????7.636?7.53?100%?1.4%???7.53?4. (1) d111?a1?1?1222?a3

(2) 先在一单位晶胞中作出垂直于(101)面的两个(111)面,如图所示,

两个(111)面与(101)的交线如图2所示。

a26 交线长度 l?a??a,由相似三角形

222a2d21a 可知:? ??d?aa3362 (3)bcc铁,d111?0.28630.3633?0.165nm

fcc铁,d111??0.21nm

故,待定结构为fcc .

5. 100个单位晶胞中有400个Fe原子,其占(1-1.7%)=98.3%的重量,故而 固溶体总质量m总=(400×55.85/6.023×1023)/0.983=22726。

碳原子数nc=(22726×0.017)/(12.01/6.023×1023)=32(个),即每3个单位晶胞中才有1个碳原子。

第2章 例 题(C)

?21. 氧化镁(MgO)与氯化钠(NaCl)具有相同结构。已知Mg离子半径?Mg?0.066nm,2?氧的离子半径?O求(1) MgO的晶格常数;(2) MgO的密度? (Ar(Mg)=24.31,?0.140nm。

Ar(O)=16.00)

2. 共价键结合的原子其最大的CN是由此原子所具有的价电子数决定;而离子键结合的原子其最大配位数则受其离子半径比的限制。试证明当CN=6时,其最小的半径比为0.41。

3. 假设高压时,可将NaCl强迫变成CsCl型结构,试问体积改变的百分比为多少?(已

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