2012年《材料科学基础》作业-答案全

绪论

一、填空题

1、材料科学主要研究的核心问题是 结构 和 性能 的关系。

材料的结构是理解和控制性能的中心环节,结构的最微细水平是 原子结构 ,第二个水平是 原子排列方式 ,第三个水平是 显微组织 。

2. 根据材料的性能特点和用途,材料分为 结构材料 和 功能材料 两大类。 根据原子之间的键合特点,材料分为 金属 、 陶瓷 、 高分子 和复合材料四大类。

第一章 材料的原子结构

一、填空题

1. 金属材料中原子结合以 金属 键为主,陶瓷材料(无机非金属材料)以

共价键 和 离子键 结合键为主,聚合物材料以 共价键 和 氢键以及范德华 键为主。

第二章 材料的结构

一、填空题

1、晶体是 基元(原子团)以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体 。 2、晶体与非晶体的最根本区别是 晶体原子排布长程有序,而非晶体是长程无序短程有序 。

3、晶胞是 晶体结构中的最小单位 。

4、根据晶体的对称性,晶系有 三 大晶族, 七 大晶系, 十四 种布拉菲Bravais点阵, 三十二 种点群, 230 种空间群。

5、金属常见的晶格类型有 体心立方 、 面心立方 、 密排六方 。 6、fcc晶体的最密排方向为 <110> ,最密排面为 {111} ,最密排面的堆垛顺序为 ABCABCABCABC…… 。

7、fcc晶体的致密度为 0.74 ,配位数为 12 ,原子在(111)面上的原子配位数为 6 。

8、bcc晶体的最密排方向为 <111> ,最密排面为 {110} ,致密度为 0.68 ,配位数为 8 。

9、晶体的宏观对称要素有 对称点 、 对称轴 、 对称面 。

10、CsCl型结构属于 简单立方格子 ,NaCl型结构属于 面心立方格子 ,CaF2

型结构属于 面心立方格子 。

11、MgO晶体具有 NaCl型结构,其对称型是3 L4 4L36L29PC ,晶族是 高级晶族 ,晶系是 立方晶系 ,晶体的键型是 离子键 。

12、硅酸盐晶体结构中的基本结构单元是 硅氧四面体[SiO4]。 ?13、几种硅酸盐晶体的络阴离子分别为[Si2O7]6-、[Si2O6]4-、[Si4O10]4-、[AlSi3O8]1-,它们的晶体结构类型分别为 组群状 , 链状 , 层状 ,和 架状 。 14、表征晶体中晶向和晶面的方法有 解析法 和 图示 法。

二、分析计算

1、(2-3)(1)晶面A在x、y、z轴上的截距分别是2a、3b和6c,求该晶面的米勒指数;(2)晶面B在x、y、z轴上的截距分别是a/3、b/2和c,求该晶面的米勒指数。(求镜面指数——截距倒数最简比) 解:(1)由已知::211136?3:2:1所以晶面指数为(3 2 1)

(2)晶面指数为(3 2 1)

2、(2-4)在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向,每一组画在同一个晶胞中,并说明每一组晶面和晶向的关系。

210?, ?111?与?112?, ?001?与??????110?与?111?,

?322?与?236?,

111?, ?257?与???121?, ?100?与?011?, ?110?与?111?, ?111?与?110? ?123?与???????解:

210? ?111?与?112? ?001?与?????

c (001) c O a [210] b

(111) a O [112] b

?110?与?111? ?322?与? (110)

(322)

c

?112 ?23?6

c

[111] c

[236] O a b a O b

c

111? ?123?257?与??与????

(257)

O

a a [111] O [121] (123) b

?100?与?011?, ?110?与?? (100)

(111)

110? ?111?与???? 111?c [111] c O a [011] b

(110)

a O b

c O a [110] b

3、写出立方晶系中晶面族{100}、{110}、{111}包含的等价晶面。写出<112>晶向族包含的等价晶向。(宏观的)

解:{100}=(100)+(010)+(001)

4、(2-9)求 (1)晶面(121)和(100)的晶带轴指数;晶面(100)和(010)的晶带轴指数;(2)晶向[001]和[111]确定的晶面指数;包含[010]和 [100] 晶向的晶面指数。

解:(1)(121)和 (100)面所在的晶带的晶带指数为

u:v:w?2100:1101:1210?0:1:2,所以晶带指数为[012]

(100)和(010)面所在的晶带的晶带指数为

u:v:w?0010:0100:1001?0:0:1,所以晶带指数为[001]或写为[001]

(2)[001]和[111]晶向所决定的晶面的晶面指数为

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