《材料科学基础》作业1

Ch1 习题及思考题

1. 名词解释

晶体 液晶 非晶体 长程有序 短

程有序 等同点 空间点阵 结构基元 晶体结构 晶体点阵空间格子 布拉菲点阵 单胞(晶胞) 点阵常数 晶系

2. 体心单斜和底心正方是否皆为新点阵?

3. 绘图说明面心正方点阵可表示为体心正方点阵。

4. 试证明金刚石晶体不是布拉菲点阵,而是复式面心立方点阵。金刚石晶体属于立方晶系,其中碳原子坐标是(000)、(0 1/2 1/2)、(1/2 1/2 0)、(1/2 0 1/2)、(1/4 1/4 1/4)、(3/4 1/4 3/4)、(1/4 3/4 3/4)、(3/4 3/4 1/4)。 5. 求金刚石结构中通过(0,0,0)和(3/4,3/4,1/4)两碳原子的晶向,及与该晶向垂直的晶面。

6. 画出立方晶系中所有的{110}和{111}。

7. 写出立方晶系中属于{123}晶面族的所有晶面和属于〈110〉晶向族的所有晶向。

8. 画出立方晶系中具有下列密勒指数的晶面和晶向:(130)、(211)、(131)、(112)、(321)晶面和[210]、[111]、[321]、[121]晶向。

9. 试在完整的六方晶系的晶胞中画出(1012)晶面和[1120]、[1101],并列出{1012}晶面族中所有晶面的密勒指数。

10. 点阵平面(110)、(311)和(132)是否属于同一晶带?如果是的话,试指出其晶带轴,另外再指出属于该晶带的任一其它点阵平面;如果不是的话,为什么?

11. 求(121)和(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。

12. 计算立方晶系[321]与[120]夹角,(111)与(111)之间的夹角。 13. 写出镍晶体中面间距为0.1246nm的晶面族指数。镍的点阵常数为0.3524nm。 14. 1)计算fcc结构的(111)面的面间距(用点阵常数表示);

2)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,试问此晶体属何种结构?

Ch2.1-2 习题及思考题

1.分别说明什么是过渡族金属、镧系金属和锕系金属? 2.什么是一次键、二次键?它们分别包括哪些键?

3.什么是离子键、共价键和金属键?它们有何特性,并给予解释。 4.什么是分子键?什么是氢键? 5.试述结合键的多重性。 6.晶体结合键与其性能有何关系?

7.元素周期表中的元素可分为哪几大类?每一类结构有何特点? 8.什么是配位数?什么是致密度?

9.常见金属晶体结构有哪三大类?在这些晶胞中,分别说明晶胞中的原子数目、原子半径和点阵常数的关系、配位数和致密度。 10.HCP六方晶体点阵是不是一种独立的布拉菲点阵? 11.什么是同素异构转变?

12.简述FCC和HCP的密排结构特点,并比较二者的异同点。

13.试说明FCC、BCC、HCP晶体结构中间隙的种类、位置、大小及多少。 14.影响金属原子半径的因素有哪些?并说明如何影响。

15.铁的点阵常数是2.86埃,原子量是55.84,用阿佛伽德罗常数(6.023×1023)计算其密度。

16.γ-Fe在略高于910℃时的点阵常数α=0.3633nm,α-Fe在略低于910℃时α=0.2892nm,求:

⑴上述温度时γ-Fe何和α-Fe的原子半径R; ⑵γ-Fe→α-Fe时的体积变化率;

⑶设γ-Fe→α-Fe转变时的原子半径不发生变化,求此转变时的体积变化率,与⑵的结果相比较并加以说明。

17.钛冷却到880℃发生b.c.c→h.c.p相变时体积收缩了3.3%,已知h.c.p结构的钛点阵常数a为0.2956nm,c为0.4638nm,求: ⑴b.c.c结构的钛的点阵常数;

⑵b.c.c→h.c.p转变时的原子半径有何变化?

18.已知金刚石晶胞中最邻近的原子间距为0.1544nm,试求出金刚石的点阵常数a,配位数P和致密度K。

19.举例说明亚金属晶体结构有何特点。

Ch2.3习题及思考题

1.简述纯金属作为结构材料合金化的目的 2.名词解释 合金 组元 相 组织 固溶体 化合物 3.固溶体是如何分类的?

4.影响置换固溶体溶解度的因素有哪些?它们是如何影响的? 5.什么是间隙固溶体?形成间隙固溶体有何条件?

6.C原子可与α-Fe形成间隙固溶体,请问C占据的是八面体间隙还是四面体间隙?为什么.

7.什么是固溶强化和有序强化?

8.化合物有何特点?常见化合物有哪几种?

9.什么是正常价化合物?并简述其结合键、稳定性和性能特点. 10.电子化合物有哪几种类型? 其性能有何特点. 11. 说明γ黄铜型结构的特点. 12.描述具有砷化镍结构的相的特点.

13.列表说明受原子尺寸因素控制的中间相的形成条件. 14.间隙相有何特点?性能如何?有何用途? 15.常见间隙相有哪几种?原子位置如何? 16.间隙化合物结构有何特点?常见类型有哪些? 17. 描述Fe3C结构特点.

18. 说明Cr23C6的性能与一般用途 19. 什么是拓朴密堆相?

20.黄铜是指以Cu-Zn为基的合金,为什么常用黄铜的含Zn量控制在50%以内?

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