材料的結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題

材料的結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題1.簡(jiǎn)述對(duì)稱概念及晶體對(duì)稱特點(diǎn)。晶體也具有對(duì)稱性，而且對(duì)稱性是晶體非常重要的性質(zhì)，它決定了晶體的形態(tài)及物理性質(zhì)特征。晶體的對(duì)稱性來(lái)自于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的周期重復(fù)性，所以晶體的對(duì)稱性有其特有的一些特征。晶體的對(duì)稱特征有：1）因?yàn)榫w結(jié)構(gòu)是具有周期重復(fù)規(guī)律性的，這種周期重復(fù)就是一種對(duì)稱性，即平移對(duì)稱性，所以，從這個(gè)意義上說(shuō)，所有晶體都是對(duì)稱的（都具有這種平移對(duì)稱性）；（不同方向的平移周期可以不同，也可以相同）2不能在晶體中出現(xiàn)，這就是晶體對(duì)稱的有限性，它遵循“晶體對(duì)稱定律”。3）晶體的對(duì)稱性不僅僅體現(xiàn)在宏觀形態(tài)上，也體現(xiàn)在物理性質(zhì)上，例如：體現(xiàn)晶體的電學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)等物理性質(zhì)的各種參數(shù)都有著和晶體的對(duì)稱性相適應(yīng)的對(duì)稱特性。2.證明具有點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的晶體中，只存在一、二、三、四、六重旋轉(zhuǎn)軸。答：晶體中,任何對(duì)稱軸一定與一組直線點(diǎn)陣平行,必須與一組平面點(diǎn)陣垂直。設(shè)晶體中一個(gè)n旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)O點(diǎn)，與包含O的一組點(diǎn)陣垂直。向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)找到與n垂直的直線點(diǎn)陣，周期為，必然有OA=OA'=aO的n旋轉(zhuǎn)軸可將A轉(zhuǎn)到B(旋轉(zhuǎn)-2π/n)O的n旋轉(zhuǎn)軸可將A'轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)2π/n)，BB'一定滿足是a的整數(shù)倍平移對(duì)稱性)BB'=2OBcos(2/n)=2acos(2π/n)=ma，因而有m/2=cos(2π。-1≤cos(2π/n)1，m只能取0,±1，±2，進(jìn)而可求出n只能取1、、3、4、6幾個(gè)值。3.分別寫(xiě)出晶體中的宏觀對(duì)稱要素和微觀對(duì)稱要素晶體宏觀對(duì)稱元素有旋轉(zhuǎn)軸,反軸,鏡面和對(duì)稱中心,宏觀對(duì)稱性77各而點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性與宏觀外形的對(duì)稱性有所差別。微觀對(duì)稱元素()4.準(zhǔn)晶體與晶體的根本區(qū)別何在？如何理解晶體中的周期性以及準(zhǔn)晶體中的“準(zhǔn)周期”性？1、晶體是具有格子構(gòu)造的固體，即晶體的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間做周期性重復(fù)排列。準(zhǔn)晶態(tài)也不具有格子構(gòu)造，即內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)也沒(méi)有平移周期，但其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列具有遠(yuǎn)程規(guī)律。根本區(qū)別就是準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)不具有平移對(duì)稱性,但是晶體有。2、晶體中的周期性指晶體中的質(zhì)點(diǎn)成一定周期的重復(fù)出現(xiàn)，而關(guān)于準(zhǔn)周期性，五次對(duì)稱性和周期性不能共存，沿與五次軸正交的，且所有夾角均為ξ整數(shù)倍，雖二維結(jié)構(gòu)不具周期性，但長(zhǎng)度夾角均有定值，準(zhǔn)周期性的特征是無(wú)理數(shù)。5.在32面，為什么找不到只有很多反映面而無(wú)旋轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱類型。6.至少有一端通過(guò)晶棱中點(diǎn)的對(duì)稱軸只能是幾次對(duì)稱軸？一對(duì)正六邊形的平行晶面之中點(diǎn)連線，可能是幾次對(duì)稱軸的方位？7.對(duì)稱軸L除外)能否通過(guò)某個(gè)晶面中心或某根晶棱中點(diǎn)且與此晶1面或晶棱斜交？為什么？8.指出下列各種格子是簡(jiǎn)單格子還是復(fù)式格子：(1)底心六角(2)底心立方側(cè)心立方立方體四個(gè)側(cè)面中心都有一個(gè)原子分別屬于14種布拉菲格子中的哪一種？9.已知金屬銅具有面心立方結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體砷化鎵具有閃鋅礦結(jié)構(gòu)，試分析一下它們各有哪些對(duì)稱要素？10.試寫(xiě)出點(diǎn)群C,D,D,D,T,O的全部對(duì)稱元素。3h62d4hdh11.試證明空位是一種熱力學(xué)平衡的缺陷。12.晶體滑移面上有一位錯(cuò)環(huán)，其伯氏矢量方向加切應(yīng)力τ，問(wèn)位錯(cuò)環(huán)要在晶體中穩(wěn)定，其最小半徑是多少？13.常見(jiàn)的晶體缺陷有幾類?它們對(duì)材料的特性(或性能)有哪些影響？舉例說(shuō)明。1.點(diǎn)缺陷：沿三個(gè)方向的尺寸很小，溶質(zhì)原子、間隙原子、空位。點(diǎn)缺陷的出現(xiàn)會(huì)，產(chǎn)生畸變，使局部能量提高，附近有彈性應(yīng)變場(chǎng)；使材料的強(qiáng)度、硬度和電阻率增加。所以金屬中，點(diǎn)缺陷越多,它的強(qiáng)度、硬度越高。2.線缺陷：沿兩個(gè)方向的尺寸很小，第三個(gè)方向上的尺寸很大，甚至可貫穿整個(gè)晶體，如位錯(cuò)即刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)和混合型位錯(cuò)。位錯(cuò)（線缺陷）的滑移和孿生是我們晶體材料能夠變形的主要原因.沒(méi)有位錯(cuò)晶體幾乎沒(méi)法變形,但是位錯(cuò)密度太大又會(huì)阻礙變形.3.深度、面積，以及受力大小，如果不是在重要位置或面缺陷很大的話，影響不是很大。4.體缺陷對(duì)材料性能是絕對(duì)有害的。14.敘述常見(jiàn)的金屬晶體中的內(nèi)外界面。答、它們包括晶界、相界、表面、孿晶界、層錯(cuò)。晶界是同種晶粒之間的交界面；相界是結(jié)構(gòu)、成分不同的相間的交界面；表面是晶體15.試總結(jié)位錯(cuò)在金屬材料中的作用。首先,金屬材料的強(qiáng)度與位錯(cuò)在材料受到外力的情況下如何運(yùn)動(dòng)有很大的關(guān)系.如果位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受到的阻礙較小,則材料強(qiáng)度就會(huì)較高.實(shí)際材料在發(fā)生塑性變形時(shí),位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)是比較復(fù)雜的,位錯(cuò)之間相互反應(yīng)、位錯(cuò)受到阻礙不斷塞積、材料中的溶質(zhì)原子、第二相等都會(huì)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),從而使材料出現(xiàn)加工硬化.因此,要想增,.以上增加金屬?gòu)?qiáng)度的根本原理就是想辦法阻(2)位錯(cuò)周圍具有畸變應(yīng)力場(chǎng)，與第二相粒子，通過(guò)切過(guò)或繞過(guò)機(jī)制強(qiáng)化材料，冷加工中位錯(cuò)密度增加也能強(qiáng)化材料