東華大學(xué)材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)習(xí)題

1、材料科學(xué)與工程根底第二章習(xí)題1 .鐵的單位晶胞為立方體,晶格常數(shù)a=0.287nm,請(qǐng)由鐵的密度算出每個(gè)單位晶胞所 含的原子數(shù).2 .在立方品系單胞中,請(qǐng)畫(huà)出：(a) 100方向和211方向,并求出他們的交角；(b) (011)晶面和(111)晶面,并求出他們得夾角.(c) 一平面與晶體兩軸的截距a=0.5,b=0.75并且與z軸平行,求此晶面的密勒指數(shù).3 .請(qǐng)算出能進(jìn)入fcc銀的填隙位置而不擁擠的最大原子半徑.4 .碳在r-Fe (fcc)中的最大固溶度為2.11 % (重量百分?jǐn)?shù)),碳占據(jù)r-Fe中的八面體 間隙,試計(jì)算出八面體間隙被C原子占據(jù)的百分?jǐn)?shù).5 .由纖維和樹(shù)脂組成的纖維增強(qiáng)復(fù)

2、合材料,設(shè)纖維直徑的尺寸是相同的.請(qǐng)由計(jì)算 最密堆棒的堆垛因子來(lái)確定能放入復(fù)合材料的纖維的最大體積分?jǐn)?shù).6 .假設(shè)你發(fā)現(xiàn)一種材料,它們密排面以ABAC1復(fù)堆垛.這種發(fā)現(xiàn)有意義嗎？你能否 計(jì)算這種新材料的原子堆垛因子？7 .在FCC HC可口 BCC中最高密度面是哪些面？在這些面上哪些方向是最高密度方 向？8 .在鐵中參加碳形成鋼.BCM構(gòu)的鐵稱(chēng)鐵素體,在912c以下是穩(wěn)定的,在這溫度 以上變成FC愉構(gòu),稱(chēng)之為奧氏體.你預(yù)期哪一種結(jié)構(gòu)能溶解更多碳？對(duì)你的答案作 出解釋.9 .試說(shuō)明為何不能用描述宏觀(guān)物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方程來(lái)描述微觀(guān)粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？描述微觀(guān)粒子狀態(tài)變化的根本方程是什么？10 .設(shè)一能級(jí)的電

3、子占據(jù)幾率為1/4,另一能級(jí)為3/4,(1)分別計(jì)算兩個(gè)能級(jí)的能量比費(fèi)米能高出多少 KT ;(2)應(yīng)用計(jì)算結(jié)果說(shuō)明費(fèi)米分布的特點(diǎn).11 .何為能帶？請(qǐng)用能帶理論解釋金屬、絕緣體、半導(dǎo)體的電學(xué)性能.12 .試解釋面心立方晶體和密排六方晶體結(jié)構(gòu)不同、致密度相同的原因.13 .請(qǐng)解釋名詞：空間點(diǎn)陣、晶胞、晶系.14 .試解釋什么叫費(fèi)米面和費(fèi)米能.15 .試分析晶體中的點(diǎn)缺陷是一種熱力學(xué)平衡缺陷的原因.16 .假設(shè)1% 質(zhì)量分?jǐn)?shù)的B參加Fe中,a. B以間隙還是置換雜質(zhì)存在？b.計(jì)算被B原子占據(jù)的位置不管是間隙或者是置換的分?jǐn)?shù).c.假設(shè)含B的Fe進(jìn)行氣體滲碳,這個(gè)過(guò)程會(huì)比在不含B的Fe中進(jìn)行得快還是慢

4、？請(qǐng) 解釋.17 .在室溫下SiO2可以是玻璃也可以是晶態(tài)固體.問(wèn)在玻璃態(tài)的二氧化硅還是在晶 態(tài)二氧化硅中擴(kuò)散更快？為什么？19 .何為位錯(cuò)？它有哪些類(lèi)型？什么叫滑移？什么叫攀移？在什么情況下會(huì)發(fā)生滑 移和攀移.20 .是一個(gè)柏氏矢量彳b的位錯(cuò)環(huán),在剪切應(yīng)力的作用下,求：I該位錯(cuò)環(huán)各段位錯(cuò)線(xiàn)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型位 錯(cuò)線(xiàn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍籌I指出其中刃型位錯(cuò)的半原子面位置；III 在加勺作用下,該位錯(cuò)環(huán)在晶體中 如何運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)結(jié)果如何？IV =0時(shí),該位錯(cuò)線(xiàn)是否會(huì)穩(wěn)定存在, 為什么？21 .柏氏矢量的物理意義是什么？當(dāng)一根位錯(cuò)線(xiàn)在什么條件下才能自發(fā)轉(zhuǎn)變成另兩根位錯(cuò)線(xiàn)？22 .為什么間隙固溶體中的溶質(zhì)擴(kuò)散要

5、比置換固溶體中的溶質(zhì)擴(kuò)散快得多？請(qǐng)解釋o23 .晶體在低溫時(shí)的擴(kuò)散以晶界擴(kuò)散為主,高溫時(shí)以體積擴(kuò)散為主,試述理由2.考察FCO屬Cu,其點(diǎn)P旬T數(shù)a為0.362nm.a.計(jì)算這個(gè)材料最低能量的柏氏矢量的長(zhǎng)度.b.以Cu原子半徑表達(dá)這一長(zhǎng)度.c.在這種材料中,滑移發(fā)生在那個(gè)晶面族?24 .鋁(M.晶體的柏氏矢量長(zhǎng)度是0.272nm.假設(shè)Mo的點(diǎn)陣常數(shù)是0.314nm,確定 Mo具有BC%是FCCS體結(jié)構(gòu).25 .為什么柏氏矢量通常是處在密排方向？26 .為什么密排面通常是滑移面？27 .下面給出BCC金屬中的位錯(cuò)反響,說(shuō)明在矢量運(yùn)算上是正確的,在能量上它是 有利的.(a/2)1 1 1+(a/2

6、) 1 i a1 0 028 .在FCC固體中柏氏矢量為(a/2) 1 0 1位錯(cuò),位錯(cuò)平行于i 1 0.確定位 錯(cuò)的類(lèi)型和它的滑移面,這個(gè)位錯(cuò)能由滑動(dòng)而移動(dòng)嗎？29 .為什么FCC金屬的塑性比HCPR BCC&屬的大？30 .討論刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)的共同點(diǎn)和差異點(diǎn).31 .何為拐點(diǎn)分解,在什么情況下會(huì) 發(fā)生拐點(diǎn)分解.32 .試使用相律指出右圖的AB 二元相圖的錯(cuò)誤之處,并加以解釋和 修正.33 .什么叫固溶體？什么叫中間相?他們的結(jié)構(gòu)和性能有哪些差異？試分析之34 .問(wèn)題34與圖下列圖的二元相圖及X)合金有關(guān).Ta和Tb分別代表A和B的平衡熔化溫度,標(biāo)出相圖的各個(gè)相區(qū).a.這類(lèi)平衡圖

7、的名稱(chēng)是什么？b.如果組元A具有FCC吉構(gòu),組元B的晶體結(jié)構(gòu)是什么？為什么？c.示意畫(huà)出X合金和純組元B的平衡冷卻曲線(xiàn),解釋為什么它們的形狀不同.d. X0合金的液相線(xiàn)溫度和固相線(xiàn)溫度是什么？e. X0合金在1100c時(shí)每一個(gè)平衡相的成分是什么？確定在1100c液體白分?jǐn)?shù)？ l和固體的分?jǐn)?shù)？ Sf. X合金在平衡條件下從1200c冷卻到室溫,畫(huà)出它的？ L和？ S隨溫度的變化略 Ig.用圖7-43的相圖,當(dāng)平衡冷卻通過(guò)兩相區(qū)時(shí),說(shuō)明液相和固相的成分怎樣變化.合金黑:AH舞圖7一43 一個(gè)假想精A-E二元系的二元平衡相受35.考慮一個(gè)假設(shè)相圖,其中組元A在900c熔化,組元B在1000c熔化,在600c 有一個(gè)不等溫轉(zhuǎn)變.B在a中的溶解度從在室溫時(shí)幾乎為零上升到最大值的10%當(dāng)一個(gè)含30%