材料科学基础第一章全部作业
(完整版)材料科学基础第1-2章作业及解答彭
第一章作业——材料结构的基本知识1、简述一次键与二次键的差异及各键的特点。
2、简述三大类材料中的结合键类型及性能(物性、力性)特点。
3、为什么金属材料的密度比陶瓷材料及高分子材料密度高?4、用金属键的特征解释金属材料的性能-----①良好的导电;②良好的导热性;③正的电阻温度系数;④不透明性及具有金属光泽;⑤良好的塑性⑥金属之间的溶解性(固溶能力)。
5、简述晶体与非晶体的主要区别。
6、简述原子结构、原子结合键、原子的排列方式及显微组织对材料性能的影响。
第一章作业解答1、述一次键与二次键的差异及各键的特点。
解答:(1)一次键结合力较强,包括金属键、离子键、共价键;二次键结合力较弱,包括范德华键和氢键。
一次键主要依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层;二次键是借原子之间的偶极吸引力结合而成。
(2)金属键电子共有化,没有方向性和饱和性;离子键没有方向性,但要满足正负电荷平衡要求;共价键有明显的方向性和饱和性;范德华键没有方向性、饱和性;氢键(X-H…Y)有饱和性、方向性。
2、简述三大类材料中的结合键类型及性能(物性、力性)特点。
解答:(1)三大类材料主要指金属材料、陶瓷材料和高分子材料。
(2)金属材料中的结合键主要是金属键,其次是共价键、离子键,使金属材料具有较高的熔点、密度,良好的导电、导热性能及较高的弹性模量、强度和塑性。
陶瓷材料中的结合键主要是离子键和共价键,使其熔点高、密度低,具有良好的绝缘性能和绝热性能,高的弹性模量和强度,但塑性差,脆性大。
高分子材料中分子链内部虽为共价键结合,但分子链之间为二次键结合,使其具有较低的熔点、密度,良好的绝缘性能、绝热性能及较低的弹性模量、强度和塑性。
3、为什么金属材料的密度比陶瓷材料及高分子材料密度高?金属材料的密度较高是因为①金属元素具有较高的相对原子质量,②金属材料主要以金属键结合,金属键没有方向性和饱和性,使金属原子总是趋于密集排列,达到密堆结构。
材料科学基础习题
第1章固体结构1.何谓晶体?晶体与非晶体有何区别?2.已知MgO晶体中Mg2+和O2-在三维空间有规律地相间排列,其晶体结构相当于两套面心立方点阵互相套叠在一起,晶胞常数a=b=c=4.20 ,α=β=γ=90℃,请回答:①画出MgO晶体二维和三维空间的晶体结构图.②从①的图形中抽象出MgO晶体的空间点阵图形.③从②中划分出单位空间格子,计算其结点数.④画出晶胞结构图,指出晶胞中的分子数.3.何谓元素电负性,有何意义?在元素周期表中分布规律如何?4.何谓晶格能,用途?试计算MgO晶格能。
已知:MgO属NaCl型结构,立方面心点阵N0=6.023×1023,e=4.8×10-10静电单位,r =1.32 , r =0.78 ,A=1.74765.画出MgO晶体(立方面心点阵)在(1 0 0)、(1 1 0)、(1 1 1)晶面上的结点和离子排布图.6.立方晶系中①画出下列晶面:(0 0 1)、(1 0)、(1 1 1)②在①所画晶面上分别标出下列晶向:[2 1 0]、[1 1 1]、[1 0 ].7.在立方晶系中给出(1 1 1)面和(1 1 )面交棱的晶棱符号.8.找出正交晶系(斜方)(P点阵)宏观对称型.9.何谓布拉维点阵?举例论证为什么仅有14种?14种布拉维点阵分属的七个晶系名称?点阵常数特点?14种布拉维点阵分为几个类型?结点数计算?10.表示晶体的宏观对称性,其特点?如何表示晶体的微观对称性,其特点?11.划分单位平行六面体应遵循那些原则?何谓晶格常数?12.何谓晶胞、原胞、单位空间格子?13.试举例说明:晶体结构与空间点阵?晶胞与单位空间格子的关系?14.什么叫离子半径?有何实用意义?什么叫离子极化?极化对晶体结构有什么影响?15.解释原子,离子配位数. 根据半径比关系,说明下列离子与O2-配位时的配位数及配位多面体的类型.r =1.32 , r =0.39 ,r =0.57 ,r =0.78 ,r =1.10 .16.胞林规则有几条?其要点是什么?应用胞林规则有何局限性?17.试用胞林规则分析MgO晶体结构.(r =0.78 ,r =1.32 )18.运用胞林规则来解释在氧离子立方密堆体中,对于获得稳定结构各需要何种电价的离子,其中:①所有八面体间隙位置均填满.②所有四面体间隙位置均填满.③填满一半八面体间隙位置.④填满一半四面体间隙位置.19.已知:r =0.78 ,Mg的原子量为24.30,r =1.32计算:①MgO的点阵常数;②MgO的密度.20.画出闪锌矿、萤石晶胞结构在(0 0 1)面上的投影图.21.金红石的晶胞为什么不属于四方体心格子而是四方原始格子呢?而萤石的结构为什么不是立方原始格子而是立方面心格子?22.比较ThO2、TiO2、MgO结构中间隙的大小.23.简单说明下列名词的含义:反萤石结构,反尖晶石结构.24.指出下列化合物的结构类型,并改写成化学式:γ-Ca2[SiO4]、Ca2Al[AlSiO7]、CaMg[Si2O6]、Mg3[Si4O10](OH)2、K[AlSi3O8].25.高岭石、叶腊石和云母具有相似的结构,画出它们的结构草图,说明它们结构的区别及由此而引起的性质上的差异.26.下列物质的结构式,化学组成式写成相应的化学组成式和结构式:a) Al2O3·2SiO2·2H2O; ②2CaO·5MgO·8SiO2·H2O;③CaMg[Si206]; ④Na[AlSi3O8]27.说明高岭石、叶腊石和白云母结构区别及由此引起的性质上差异.28.在层状硅酸盐结构中,八面体层中的Al3+可以取代四面体层中的Si4+、而四面体层中的Si4+从来不会置换八面体层中的Al3+为什么?已知:r =1.40 , r =0.40 ,r =0.53 .29.青石2MgO·2Al2O3·5SiO2具有与绿柱石Be3Al2[Si6O8]类型结构,写出它的结构式,并指出它是由绿柱石进行怎样的离子置换而得来的?30.α—方石英属立方晶系,面心立方点阵,a=7.05 ,请a) 画出晶胞在(0 0 1)面上的投影图,注明各离子相对标高。
材料科学基础习题与答案
第一章 原子排列与晶体结构1. fcc 结构的密排方向是 ,密排面是 ,密排面的堆垛顺序是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ,把原子视为刚性球时,原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 ;bcc 结构的密排方向是 ,密排面是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ,原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 ;hcp 结构的密排方向是 ,密排面是 ,密排面的堆垛顺序是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ,原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 。
2. Al 的点阵常数为0.4049nm ,其结构原子体积是 ,每个晶胞中八面体间隙数为 ,四面体间隙数为 。
3. 纯铁冷却时在912ε 发生同素异晶转变是从 结构转变为 结构,配位数 ,致密度降低 ,晶体体积 ,原子半径发生 。
4. 在面心立方晶胞中画出)(211晶面和]211[晶向,指出﹤110﹥中位于(111)平面上的方向。
在hcp 晶胞的(0001)面上标出)(0121晶面和]0121[晶向。
5. 求]111[和]120[两晶向所决定的晶面。
6 在铅的(100)平面上,1mm 2有多少原子?已知铅为fcc 面心立方结构,其原子半径R=0.175×10-6mm 。
第二章 合金相结构一、 填空1) 随着溶质浓度的增大,单相固溶体合金的强度 ,塑性 ,导电性 ,形成间隙固溶体时,固溶体的点阵常数 。
2) 影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是(1) ;(2) ;(3) ;(4) 和环境因素。
3) 置换式固溶体的不均匀性主要表现为 和 。
4) 按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分,固溶体可分为 和 。
5) 无序固溶体转变为有序固溶体时,合金性能变化的一般规律是强度和硬度 ,塑性 ,导电性 。
6)间隙固溶体是 ,间隙化合物是 。
二、 问答1、 分析氢,氮,碳,硼在α-Fe 和γ-Fe 中形成固溶体的类型,进入点阵中的位置和固溶度大小。
已知元素的原子半径如下:氢:0.046nm ,氮:0.071nm ,碳:0.077nm ,硼:0.091nm ,α-Fe :0.124nm ,γ-Fe :0.126nm 。
[2017年整理]《材料科学基础》作业题
第一章 原子结构与键合1、说明量子力学中有关原子结构的玻尔模型和几率波模型。
2、给出下列离子的电子组态:Fe 2+, Fe 3+, Cu +, Ba 2+, Br -, S 2-。
3、对于K +—Cl -离子对,吸引能E A 和排斥能E R 分别表示为:计算平衡距离r 0和结合能E 0。
(提示:净能对原子间距r 的微分为0时,r= r 0。
r 的单位为nm ) 4、净能有时可表示为其中,r 为离子间距,C ,D 和r 为常数。
试推出结合能E 0对于平衡距离r 0的表达式。
5、计算下列化合物中,离子键的百分含量:TiO ,ZnTe ,CsCl ,InSb ,MgCl 。
6、下列物质含有何种键:黄铜(brass )、橡胶(rubber )、金刚石(diamond )、SiO 2、单晶Si 、NaCl 。
7、 HF (hydrogen fluoride )的分子量小于 HCl (hydrogen chloride ),为什么HF 具有比HCl 更高的沸点。
8、画出下列物质单体单元的结构图:(1)聚乙烯(polyethylene PV );(2)聚四氟乙烯(polytetrafluorethylene PTFE );(3)聚苯乙烯(polystyrene PS );(4)聚甲基丙烯酸甲酯 [俗]有机玻璃(polymethyl methacrylate PMMA )。
9、(1)计算聚乙烯结构单元的分子量;(2)聚乙烯的数均分子重量为1,000,000 g/mol ,计算其数均聚合度。
10、两种聚四氟乙烯样品的密度及其晶化率如下:i) 2.144 g/cm 3, 51.3%; ii) 2.215 g/cm 3, 74.2%.计算晶态聚四氟乙烯和非晶态聚四氟乙烯的密度。
简述高分子链结构的形态特征以及与性能的定性关系。
r E A 436.1-=961086.5r E R -⨯=)exp(ρr D r C E N -+-=第二章 固体结构1、锆(Zr ,Zirconium )具有HCP 结构,密度为6.51 g/cm 3,(a )计算晶胞体积;(b )如果c /a 为1.593,计算c 和a 。
《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 L44L36L29PC,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。
(完整版)材料科学基础习题及答案
第一章材料的结构一、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化.二、填空题1、材料的键合方式有四类,分别是(),( ),(),().2、金属原子的特点是最外层电子数(),且与原子核引力(),因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成( )。
3、我们把原子在物质内部呈( )排列的固体物质称为晶体,晶体物质具有以下三个特点,分别是(),( ),( ).4、三种常见的金属晶格分别为(),( )和().5、体心立方晶格中,晶胞原子数为( ),原子半径与晶格常数的关系为( ),配位数是(),致密度是( ),密排晶向为(),密排晶面为( ),晶胞中八面体间隙个数为(),四面体间隙个数为( ),具有体心立方晶格的常见金属有()。
6、面心立方晶格中,晶胞原子数为( ),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是( ),致密度是(),密排晶向为( ),密排晶面为(),晶胞中八面体间隙个数为( ),四面体间隙个数为(),具有面心立方晶格的常见金属有()。
7、密排六方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为( ),密排晶面为(),具有密排六方晶格的常见金属有( )。
8、合金的相结构分为两大类,分别是()和( )。
9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为()和(),按照固溶度分为()和(),按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为()和()。
10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有()、()、()、()。
11、金属化合物(中间相)分为以下四类,分别是( ),( ),( ),( )。
12、金属化合物(中间相)的性能特点是:熔点()、硬度( )、脆性(),因此在合金中不作为()相,而是少量存在起到第二相()作用。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为(),( ),( ).14、如果用M表示金属,用X表示非金属,间隙相的分子式可以写成如下四种形式,分别是( ),(),( ),( ).15、Fe3C的铁、碳原子比为(),碳的重量百分数为(),它是( )的主要强化相。
材料科学基础 张晓燕1-5章作业及题解.
第一章 作业题解1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定?2. 在多电子的原子中,核外电子的排布应遵循哪些个原则?3. 在元素周期表中,同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点?从左到右或从上到下元素结构有什么区别?性质如何递变?解、同一周期元素具有相同原子核外电子层数,但从左到右,核电荷依次增多,原子半径逐渐减小,电离能增加,失去电子的能力降低,得到电子能力增加,金属性减弱,非金属性增强,同一主族元素最外层电子数相同,但从上→下,电子层数最多,原子半径增大,电离能降低,失去电子能力增加,得到电子能力降低,金属性增加,非金属性降低。
4. 铬的原子序数为24,共有四种同位数:4.31%的Cr 原子含有26个中子,83.76%含有28个中子,9.55%含有29个中子,且2.38%含有30个中子。
试求铬的原子量。
解、=Ar 0.0431X (24+26)+0.8376X (24+28)+0.0955X (24+29)+0.0238X(24+30)=52.0575. 原子间的结合键共有几种?各自特点如何? 解、6. 按分子材料受热的表现分类可分为热塑性和热固性两大类,试从高分子链结构角度加以解释之。
解、热塑性;具有线性和枝化高分子链结构,加热后变软,可反复加工再成形;热固性;具有体型(立体网状)高分子链结构,不溶于任何溶剂,也不能熔融,一旦定型后不能再改变形状,无法再生。
第二章 作业题解1、归纳总结三种典型的晶体结构的晶体学特征。
解、2、试证明理想密排六方结构的轴比c/a=1.633。
解、见图所示,等边三角形的高 a h ⋅=43 氢键;分子间作用力,氢桥,具有饱和性结合键化学键;主价键 物理键;次价键,也称范德华健 金属键;电子共有化,无饱和性,无方向性。
离子键;以离子而不是以原子为结合单元,无饱和性,无方向性。
共价键;共用电子对,有饱和性方向性。
hd2c343222222a c h c d +=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛= 理想密排六方晶体结构中a d = 故633.138==a c 3、Ni 的晶体结构为面心立方结构,其原子半径为r=0.1243nm ,试求Ni 的晶格常数和密度。
材料科学基础经典习题及答案
第一章 材料科学根底1.作图表示立方晶体的()()()421,210,123晶面及[][][]346,112,021晶向。
2.在六方晶体中,绘出以下常见晶向[][][][][]0121,0211,0110,0112,0001等。
3.写出立方晶体中晶面族{100},{110},{111},{112}等所包括的等价晶面。
4.镁的原子堆积密度和所有hcp 金属一样,为。
试求镁单位晶胞的体积。
Mg 的密度3Mg/m 74.1=m g ρ,相对原子质量为,原子半径。
5.当CN=6时+Na 离子半径为,试问:1) 当CN=4时,其半径为多少?2) 当CN=8时,其半径为多少?6. 试问:在铜〔〕的<100>方向及铁(bcc,a=0.286nm)的<100>方向,原子的线密度为多少?7.镍为面心立方构造,其原子半径为nm 1246.0=Ni r 。
试确定在镍的〔100〕,〔110〕及〔111〕平面上12mm 中各有多少个原子。
8. 石英()2SiO 的密度为3Mg/m 。
试问: 1) 13m 中有多少个硅原子〔与氧原子〕?2) 当硅与氧的半径分别为与时,其堆积密度为多少〔假设原子是球形的〕?9.在800℃时1010个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动,而在900℃时910个原子中那么只有一个原子,试求其激活能〔J/原子〕。
10.假设将一块铁加热至850℃,然后快速冷却到20℃。
试计算处理前后空位数应增加多少倍〔设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J 〕。
11.设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCD 平行于晶体的上、下底面。
假设该滑移面上有一正方形位错环,如果位错环的各段分别与滑移面各边平行,其柏氏矢量b ∥AB 。
1) 有人认为“此位错环运动移出晶体后,滑移面上产生的滑移台阶应为4个b ,试问这种看法是否正确?为什么?2)指出位错环上各段位错线的类型,并画出位错运动出晶体后,滑移方向及滑移量。
材料科学基础第一章全部作业
材料科学基础第⼀章全部作业(⼀)1 谈谈你对材料学科及材料四要素之间的关系的认识2 ⾦属键与其它结合键有何不同,如何解释⾦属的某些特性?3 说明空间点阵、晶体结构、晶胞三者之间的关系。
4 晶向指数和晶⾯指数的标定有何不同?其中有何须注意的问题?5 画出三种典型晶胞结构⽰意图,其表⽰符号、原⼦数、配位数、致密度各是什么?6 画出⽴⽅晶系中(011),(312),[211],[211],[101],(101)7, 画出六⽅晶系中(1120),(0110),(1012),(110),(1012)8. 原⼦间的结合键共有⼏种?各⾃特点如何?9.在⽴⽅系中绘出{110}、{111}晶⾯族所包括的晶⾯,及(112)和(120)晶⾯。
标出具有下列密勒指数的晶⾯和晶向:a)⽴⽅晶系(421),()123,(130),[211],[311];10.在⽴⽅系中绘出{110}、{111}晶⾯族所包括的晶⾯,及(112)和(120)晶⾯。
11.计算⾯⼼⽴⽅结构(111)、(110)与(100)⾯的⾯密度和⾯间距。
12. 标出具有下列密勒指数的晶⾯和晶向:a)⽴⽅晶系(421),()123,(130),[211],[311];b)六⽅晶系()2111, ()1101,()3212,[2111],1213。
13 在体⼼⽴⽅晶系中画出{111}晶⾯族的所有晶⾯。
14 画出<110>晶向族所有晶向15.写出密排六⽅晶格中的[0001],(0001),()1120,()1100,()121016. 在⼀个简单⽴⽅晶胞内画出⼀个(110)晶⾯和⼀个[112]晶向。
17. 标出具有下列密勒指数的晶⾯和晶向:⽴⽅晶系(421),()123,(130),[211],[311];18.计算晶格常数为a 的体⼼⽴⽅结构晶体中⼋⾯体间隙的⼤⼩。
19.画出⾯⼼⽴⽅晶体中(111)⾯上的[112]晶向。
20.已知某⼀⾯⼼⽴⽅晶体的晶格常数为a ,请画出其晶胞模型并分别计算该晶体的致密度、{111}晶⾯的⾯密度以及{110}晶⾯的⾯间距。
材料科学基础1-6章
1.金属中的与相互作用所构成的键合称为金属键。
2.由两个或多个相差不大的原子间通过而形成的化学键叫共价键。
3.决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的,其中又以对材料的性能影响最大。
4.化学键中既无方向性又无饱和性的是键。
NaCl是以键结合的。
5.属于物理键的是()。
A.共价键B.范德华力C.氢键6 原子Ca、Ar的电子结构表达?1.fcc结构的密排方向是,密排面是,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为,把原子视为刚性球时,原子的半径r与点阵常数a的关系是: 。
2.bcc结构的密排方向是,密排面是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为,原子的半径r与点阵常数a的关系是: 。
3.hcp结构的密排方向是,密排面是,致密度为,配位数是,晶胞中原子数为。
4.根据溶质原子在溶剂点阵中所处的位置,可将固溶体分为和。
5.纯Al是结构,密排面是 ,晶胞致密度 ,晶胞中原子数为,原子的半径r与点阵常数a的关系是: 。
6.α-Fe是结构,密排面是 ,晶胞致密度为 ,晶胞中原子数为,原子的半径r与点阵常数a的关系是: 。
7.在晶面(110)和(111)所在的晶带,其晶带轴的指数为:()A.[1-10]B. [100]C. [011]D.[011];8.渗碳体是一种( )。
A.间隙相B.金属化合物C. 电子化合物D.固溶体9.晶体的本质特征是:( )A.内部质点在三维空间周期排列B.具有规则的几何外形C.具有对称性D.具有各向异性10.以[112]为晶带轴的共带面为:()A.(111)B.(111̅)C.(1̅1̅1̅)D.(1̅11̅)11.晶面(011)和(111)所在晶带轴。
( )A.[1̅10]B.[11̅0]C.[011̅]D.[1̅01]12.影响置换固溶体溶解度的因素表述正确的是。
( )A尺寸差,原子尺寸差越小,溶解度越小B电负性差,电负性差越小,溶解度越小C电子浓度,电子浓度越小,溶解度越小D晶体结构,晶格类型相同溶解度越大13.立方晶系中(110)和(211)同属于晶带。
《材料科学基础》作业
出位错分解的反应式。
5.在外力作用下,fcc结构的晶体在(11 )晶面上沿[ 10]方向滑移,试回答下列问题:
若晶体的滑移是由单位位错的运动引起的,写出该单位位错的柏氏矢量。
若此单位位错是纯刃型位错,写出位错线方向及在外力作用下滑移运动的方向。
1.画图并计算fcc和bcc结构晶体的八面体间隙半径大小。
2.画图并说明hcp结构不是一种空间点阵的原因,并计算 ≌1.633。
3.作图表示( 11)、(11 )、(112)晶面及[11 ]、[112]晶向。
4.求bcc结构(111)、(100)及(110)晶面的面间距大小,并指出面间距最大的晶面。
图中标出,并说明原因。图a)图b)
2.画图说明在fcc结构晶体的( 11)晶面上,可以运动的单位位错的柏氏矢量有哪些?
它们相应能在哪些晶面上运动?
3.在面心立方结构的晶体中,沿[ 01]晶向上有一单位位错与沿[12 ]晶向的一个肖克莱
部分位错反应合成一个弗兰克部分位错:
(1)求合成后的弗兰克部分位错的柏氏矢量。
5.在体心立方结构晶体内的(011)晶面上有一个b1= [1 1]刃型位错,在(01 )晶
面上有一个b2= [111]刃型位错,它们分别沿所在晶面进行滑移,当彼此相遇时,
能否发生位错反应?
第一章纯金属的晶ห้องสมุดไป่ตู้结构单元练习题
一.判断是非题,对的在括号中划“∨”,错的划“×”:
1.布拉非点阵与晶体结构是同一概念,因此不管离子晶体,分子晶体,还是原子晶体,
向和晶面。
5.在六方晶系中,画图表示(11 0)、( 010)晶面及[11 3]晶向。并用三坐标系写
(完整版)材料科学基础习题库第一章-晶体结构
(一).填空题1.同非金属相比,金属的主要特性是__________2.晶体与非晶体的最根本区别是__________3.金属晶体中常见的点缺陷是__________ ,最主要的面缺陷是__________ 。
4.位错密度是指__________ ,其数学表达式为__________ 。
5.表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做__________ ,而晶胞是指__________ 。
6.在常见金属晶格中,原子排列最密的晶向,体心立方晶格是__________ ,而面心立方晶格是__________ 。
7.晶体在不同晶向上的性能是__________,这就是单晶体的__________现象。
一般结构用金属为__________ 晶体,在各个方向上性能__________ ,这就是实际金属的__________现象。
8.实际金属存在有__________ 、__________ 和__________ 三种缺陷。
位错是__________ 缺陷。
实际晶体的强度比理想晶体的强度__________ 得多。
9.常温下使用的金属材料以__________ 晶粒为好。
而高温下使用的金属材料在一定范围内以__________ 晶粒为好。
‘10.金属常见的晶格类型是__________、__________ 、__________ 。
11.在立方晶格中,各点坐标为:A (1,0,1),B (0,1,1),C (1,1,1/2),D(1/2,1,1/2),那么AB晶向指数为__________ ,OC晶向指数为__________ ,OD晶向指数为__________ 。
12.铜是__________ 结构的金属,它的最密排面是__________ ,若铜的晶格常数a=0.36nm,那么最密排面上原子间距为__________ 。
13 α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn中属于体心立方晶格的有__________ ,属于面心立方晶格的有__________ ,属于密排六方晶格的有__________ 。
《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)、(1/20 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。
完整版材料科学基础习题库第一章晶体结构
完整版材料科学基础习题库第⼀章晶体结构(⼀).填空题1.同⾮⾦属相⽐,⾦属的主要特性是___________2.晶体与⾮晶体的最根本区别是____________3.⾦属晶体中常见的点缺陷是___________ ,最主要的⾯缺陷是__________ 。
4.位错密度是指___________ ,其数学表达式为 __________ 。
5.表⽰晶体中原⼦排列形式的空间格⼦叫做__________________ ,⽽晶胞是指6.在常见⾦属晶格中,原⼦排列最密的晶向,体⼼⽴⽅晶格是____________ ,⽽⾯⼼⽴⽅晶格是__________ 。
7.晶体在不同晶向上的性能是___________ ,这就是单晶体的__________ 现象。
⼀般结构⽤⾦属为___________ 晶体,在各个⽅向上性能 ____________ ,这就是实际⾦属的___________ 现象。
8.实际⾦属存在有__________ 、__________ 和__________ 三种缺陷。
位错是___________ 缺陷。
实际晶体的强度⽐理想晶体的强度___________ 得多。
9.常温下使⽤的⾦属材料以__________ 晶粒为好。
⽽⾼温下使⽤的⾦属材料在⼀定范围内以___________ 晶粒为好。
‘10.⾦属常见的晶格类型是_________ 、____________ 、__________ 。
11.在⽴⽅晶格中,各点坐标为:A (1,0,1),B (0,1,1),C(1,1,1/2),D(1/2 ,1,1/2),那么AB晶向指数为________ ,0(晶向指数为_________ , 0E晶向指数为___________ 。
1 2.铜是__________ 结构的⾦属,它的最密排⾯是 __________ 若铜的晶格常数a=0.36nm,那么最密排⾯上原⼦间距为 ___________ 。
13 a -Fe、丫-Fe、Al、Cu、Ni、Pb Cr、V、Mg Zn中属于体⼼⽴⽅晶格的有 ,属于⾯⼼⽴⽅晶格的有 _________________________ ,属于密排六⽅晶格的有3 14. ________________________________________________________ 已知Cu 的原⼦直径为0. 256nm那么铜的晶格常数为_______________________ 。
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(一)
1 谈谈你对材料学科及材料四要素之间的关系的认识
2 金属键与其它结合键有何不同,如何解释金属的某些特性?
3 说明空间点阵、晶体结构、晶胞三者之间的关系。
4 晶向指数和晶面指数的标定有何不同?其中有何须注意的问题?
5 画出三种典型晶胞结构示意图,其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么?
6 画出立方晶系中(011),(312),[211],[211],[101],(101)
7, 画出六方晶系中(1120),(0110),(1012),(110),(1012)
8. 原子间的结合键共有几种?各自特点如何?
9.在立方系中绘出{110}、{111}晶面族所包括的晶面,及(112)和(120)晶面。
标出具有下列密勒指数的晶面和晶向:
a)立方晶系(421),()
123,(130),[211],[311];
10.在立方系中绘出{110}、{111}晶面族所包括的晶面,及(112)和(120)晶面。
11.计算面心立方结构(111)、(110)与(100)面的面密度和面间距。
12. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向:
a)立方晶系(421),()123,(130),[211],[311];
b)六方晶系()2111, ()1101,()3212,[2111],1213⎡⎤⎣⎦。
13 在体心立方晶系中画出{111}晶面族的所有晶面。
14 画出<110>晶向族所有晶向
15.写出密排六方晶格中的[0001],(0001),()1120,()1100,()1210
16. 在一个简单立方晶胞内画出一个(110)晶面和一个[112]晶向。
17. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向:
立方晶系(421),()123,(130),[211],[311];
18.计算晶格常数为a 的体心立方结构晶体中八面体间隙的大小。
19.画出面心立方晶体中(111)面上的[112]晶向。
20.已知某一面心立方晶体的晶格常数为a ,请画出其晶胞模型并分别计算该晶体
的致密度、{111}晶面的面密度以及{110}晶面的面间距。
21.表示立方晶体的(123),[211],()012
22. 写出密排六方晶格中()1120,()1100,()1210[2111],1213⎡⎤⎣⎦
23. 画出密排六方晶格中的[0001], ,()0110,()1010,[2110],[1120]
24 在面心立方晶胞中的(1 1 1)晶面上画出[110]晶向
25 指出在一个面心立方晶胞中的八面体间隙的数目,并写出其中一个八 面体间隙的中心位置坐标。
假设原子半径为r ,计算八面体间隙的半径。
26.画出密排六方晶格中的(0001),()1120,()1100,()1210
27.立方晶系中画出(010),(011),(111),(231),[231],[321]
29.计算晶格常数为a 的面心立方结构晶体中四面体间隙和八面体间隙的大小。
(4分)
30.写出立方晶系{}110、{}123晶面族的所有等价面
31.立方晶胞中画出以下晶面和晶向:()102,(112),(213)
,[110], 32.六方晶系中画出以下晶面和晶向:(2110),(1012),1210⎡⎤⎣⎦,0111⎡⎤⎣⎦
33.写出立方晶系{}100、{}234晶面族的所有等价面
34.画出立方晶胞内(111),[112],
35.画出六方晶胞内(1011),[1123]
36.写出<112>的晶向族中所有的晶向指数,
37.写出{}
345的晶面族中所有的晶面指数
38.画出FCC晶胞中(111)晶面上的所有<110>晶向,在HCP晶胞中画出[1120]晶向和(1100)
39么是晶面族,{}
111晶面族包含哪些晶面?
40画出立方晶系中(123),(435),[112]晶面。