1.1.1金属的晶体结构试题培训资料
常见纯金属FCC、BCC、HCP...
第一章目录1.1 要点扫描 (1)1.1.1 晶体材料的结合键 (1)1.1.2 空间点阵和晶胞 (5)1.1.3 常见纯金属（FCC、BCC、HCP）的晶体结构71.1.4 晶面指数和晶向指数及其标注 (11)1.1.5 标准投影 (15)1.1.6 倒易点阵和晶体学公式 (18)1.1.7 合金相结构 (24)1.1.8 离子晶体结构 (25)1.1.9 共价晶体结构 (30)1.2 难点释疑 (31)1.2.1 7大晶系包含的点阵类型为什么不是28种，而是14种？311.2.2 为什么没有底心正方和面心正方点阵？ .. 311.2.3 确定晶面指数时应注意哪些问题？ (32)1.2.4 立方晶系中重要晶面上的晶体排列及面密度321.2.5 立方晶系中重要方向上的晶体排列及线密度331.3 解题示范 (34)1.4 习题训练 (42)参考答案 (48)第一章晶体结构1.1 要点扫描1.1.1 晶体材料的结合键1.原子结构原子是由原子中心带正电的原子核和核外绕核高速旋转的带负电的电子所构成。
元素的原子序数等于原子核中的质子数或核外电子数。
每种元素均与一定的原子序数相对应。
所有元素按照原子序数由小到大排列在元素周期表中，如表1-1所示。
表1-1 元素周期表2.原子半径如表1-2所示，列出了元素的原子半径。
可以看出，元素的原子半径呈周期性变化。
同一族中，从上到下过渡时，虽然核电荷增加了，但内层的屏蔽效应也增加了。
由于电子层的增加，主族元素原子半径递增显著，副族元素原子半径递增不显著。
原子半径小，核电荷对外层电子的吸引力强，元素的原子就难于失去电子而易与电子结合，非金属性就强。
反之，原子半径大，核电荷对外层电子吸引力弱，元素的原子就易于失去电子，金属性就强。
表1-2 原子半径3.元素的电负性电负性是指元素的原子在分子中吸收电子的能力。
以氟原子的电负性为4.0，比较各元素原子吸引电子的能力，得到其他元素的相对电负性，如表1-3所示。
(完整版)《金属学及热处理》复习习题及答案
1第一章金属及合金的晶体结构复习题一、名词解释1. 晶体：原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质。
2. 非晶体：指原子呈不规则排列的固态物质。
3. 空间点阵：描述晶体中原子（离子、分子或原子集团）规律排列的空间格架称为空间点阵。
4. 晶格：一个能反映原子排列规律的空间格架。
5. 晶胞：构成晶格的最基本单元。
6. 晶界：晶粒和晶粒之间的界面。
7. 单晶体：只有一个晶粒组成的晶体。
8 多晶体：由许多取向不同，形状和大小甚至成分不同的单晶体（晶粒）通过晶界结合在一起的聚合体。
9. 晶粒：组成多晶体的各个小单晶体的外形一般为不规则的颗粒状，故通常称之为晶粒。
10. 合金：是以一种金属为基础，加入其他金属或非金属，经过熔合而获得的具有金属特性的材料。
11. 组元：组成合金最基本的、独立的物质称为组元。
12. 相：金属中具有同一化学成分、同一晶格形式并以界面分开的各个均匀组成部分称为相。
13. 组织：用肉眼观察到或借助于放大镜、显微镜观察到的相的形态及分布的图象统称为组织。
14. 固熔体：合金组元通过溶解形成成分和性能均匀的、结构上与组元之一相同的固相。
二、填空题I .晶体与非晶体的根本区别在于原子的排列是否规则。
2. 常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格三种。
3. 实际金属的晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。
4. 根据溶质原子在溶剂晶格中占据的位置不同，固溶体可分为置换固溶体和间隙固溶体两种。
5. 置换固溶体按照溶解度不同，又分为无限固溶体和有限固溶体。
6. 合金相的种类繁多，根据相的晶体结构特点可将其分为固溶体和金属化合物两种。
7. 同非金属相比，金属的主要特征是良好的导电性、导热性，良好的塑性，不透明，有光泽，正的电阻温度系数。
8. 晶体与非晶体最根本的区别是原子（分子、离子或原子集团）在三维空间做有规则的周期性重复排列的物质，而非晶体则不是。
2021-2022学年陕西师范大学奥赛辅导资料之晶体点阵理论基础
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结构基元:A-B (每个晶胞中有4个结构基元)
理论与计算化学实验室
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平面点阵指标（h*k*l* )
（h*k*l*)=(010)
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晶胞及晶胞的两个基本要素
晶胞的定义
晶体结构的基本重复单元称为晶胞. （能够反映晶体内部结构特征的最小单位）
整个晶体就是晶胞在三维空间周期性地重复排列堆砌而成. 晶 胞对应于正当格子只有7种形状. 一定是平行六面体.
正当单位的划分原则：
1. 对称性尽可能高 2. 含点阵点尽可能少
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平面格子净含点阵点数：顶点为1/4；棱心为1/2；格内为1. 平面正当格子只有 4 种形状 5 种型式
b a
b ab ab源自 az就是分数坐标，它们永远不会大于1.
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立方面心晶胞净含4个原子，所以写出4组坐标即可:
所有顶点原子： 0，0，0 (前)后面心原子： 0，1/2，1/2 左(右)面心原子： 1/2，0，1/2 (上)下面心原子： 1/2，1/2，0
1.1.1金属的晶体结构试题
1.1.1 金属的晶体结构(一)填空题1．同非金属相比，金属的主要特性是导电性、导热性、塑性优良，正的电阻-温度系数2．晶体与非晶体的最根本区别是晶体中原子排列是周期性规则有序的，而非晶体中原子排列是混乱无序的3．金属晶体中常见的点缺陷是空位和间隙原子，最主要的面缺陷是晶界。
4．位错密度是指单位体积中位错线的总长度，其数学表达式为L / V 。
5．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做晶格，而晶胞是指能表示晶体结构的最小的晶格。
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【111】，而面心立方晶格是【110】。
7 晶体在不同晶向上的性能是不同的，这就是单晶体的各向异性现象。
一般结构用金属为多晶体晶体，在各个方向上性能是相同的，这就是实际金属的伪各向同性现象。
8 实际金属存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。
位错是线缺陷。
实际晶体的强度比理想晶体的强度低得多。
9．常温下使用的金属材料以细小晶粒为好。
而高温下使用的金属材料在一定范围内以粗大晶粒为好。
10．金属常见的晶格类型是FCC 、BCC 、HCP 。
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<1-10> 或<-110> ，OC晶向指数为<112> ，OD晶向指数为<212> 。
12．铜是FCC 结构的金属，它的最密排面是(111) ，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。
14．已知Cu的原子直径为0．256nm，那么铜的晶格常数为。
1mm3Cu中的原子数为。
15．晶面通过(0，0，0)、(1/2、1/4、0)和(1/2，0，1/2)三点，这个晶面的晶面指数为{001} . 16．在立方晶系中，某晶面在x轴上的截距为2，在y轴上的截距为1/2；与z轴平行，则该晶面指数为{120} .17．金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽主要是因为金属原子具有金属键的结合方式。
金属的晶体结构考试习题集及参考答案
金属的晶体结构考试习题集及参考答案马氏体沉淀硬化不锈钢,它是美国ARMCO 钢公司在1949年发表的,其特点是强度高,耐蚀性好,易焊接,热处理工艺简单,缺点是延韧性和切削性能差,这种马氏体不锈钢与靠间隙元素碳强化的马氏体钢不同,它除靠马氏体相变外并在它的基体上通过时效处理析出金属间化合物来强化。
正因为如此而获得了强度高的优点,但延韧性却差。
1、试用金属键的结合方式，解释金属具有良好的导电性、正的电阻温度系数、导热性、塑性和金属光泽等基本特性. 答：(1)导电性：在外电场的作用下，自由电子沿电场方向作定向运动。
(2)正的电阻温度系数：随着温度升高，正离子振动的振幅要加大，对自由电子通过的阻碍作用也加大，即金属的电阻是随温度的升高而增加的。
(3)导热性：自由电子的运动和正离子的振动可以传递热能。
(4) 延展性：金属键没有饱和性和方向性，经变形不断裂。
(5)金属光泽：自由电子易吸收可见光能量，被激发到较高能量级，当跳回到原位时辐射所吸收能量，从而使金属不透明具有金属光泽。
2、填空：1)金属常见的晶格类型是面心立方、体心立方、密排六方。
2)金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽主要是因为金属原子具有金属键的结合方式。
3)物质的原子间结合键主要包括金属键、离子键和共价键三种。
4)大部分陶瓷材料的结合键为共价键。
5)高分子材料的结合键是范德瓦尔键。
6)在立方晶系中，某晶面在x轴上的截距为2，在y轴上的截距为1/2；与z轴平行，则该晶面指数为（（ 140 ）） .7)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（-110），OC晶向指数为（221），OD晶向指数为（121）。
8)铜是（面心）结构的金属，它的最密排面是（111 ）。
9) α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn中属于体心立方晶格的有（α-Fe 、 Cr、V ），属于面心立方晶格的有（γ-Fe、Al、Cu、Ni ），属于密排六方晶格的有（ Mg、Zn ）。
金属的晶体结构试题
1.1.1 金属的晶体结构(一)填空题1．同非金属相比，金属的主要特性是导电性、导热性、塑性优良，正的电阻-温度系数2．晶体与非晶体的最根本区别是晶体中原子排列是周期性规则有序的，而非晶体中原子排列是混乱无序的3．金属晶体中常见的点缺陷是空位和间隙原子，最主要的面缺陷是晶界。
4．位错密度是指单位体积中位错线的总长度，其数学表达式为L / V 。
5．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做晶格，而晶胞是指能表示晶体结构的最小的晶格。
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【111】，而面心立方晶格是【110】。
7 晶体在不同晶向上的性能是不同的，这就是单晶体的各向异性现象。
一般结构用金属为多晶体晶体，在各个方向上性能是相同的，这就是实际金属的伪各向同性现象。
8 实际金属存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。
位错是线缺陷。
实际晶体的强度比理想晶体的强度低得多。
9．常温下使用的金属材料以细小晶粒为好。
而高温下使用的金属材料在一定范围内以粗大晶粒为好。
10．金属常见的晶格类型是FCC 、BCC 、HCP 。
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<1-10> 或<-110> ，OC晶向指数为<112> ，OD晶向指数为<212> 。
12．铜是FCC 结构的金属，它的最密排面是(111) ，若铜的晶格常数a=,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。
14．已知Cu的原子直径为0．256nm，那么铜的晶格常数为。
1mm3Cu中的原子数为。
15．晶面通过(0，0，0)、(1/2、1/4、0)和(1/2，0，1/2)三点，这个晶面的晶面指数为{001} . 16．在立方晶系中，某晶面在x轴上的截距为2，在y轴上的截距为1/2；与z轴平行，则该晶面指数为{120} .17．金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽主要是因为金属原子具有金属键的结合方式。
金属工艺学培训资料
（五）疲劳强度 材料 在指定循 环基数下 不产生疲 劳断裂所 能承受的 最大应 力。
实际的疲劳强度值，规定钢进行1×106～ 107次，有色金属进行1×107～1×108次交变循 环而不发生疲劳破坏时的最大应力值，即为该 材料的疲劳强度σ-1。疲劳强度与抗拉强度之间 存在一定的比例关系，如碳素钢σ-1 ≈（0.4～0.55） σb ，灰铸 铁σ-1 ≈0.4σb ，有色金属σ-1 ≈（0.3～0.4） σb。 疲劳破坏的原因：应力集中——微裂纹—— 扩展——断裂破坏。 避免措施：改善内部组织、外部形状和表 面状态，减小和避免应力集中，表面强化处理 和减小表面粗糙度值。
2.合金的相结构 （1）固溶体—合金在固态下，组元之间能互相溶 解而形成的均匀相。 溶剂—与固溶体晶格类型相同。 溶质—晶格类型消失的组元。 ①置换固溶体——溶质的原子部分取代溶剂晶格 上的原子。动画\金工动画\置换固溶体.SWF 有限置换固溶体——按一定比例进行置换。 无限置换固溶体——任意进行置换原子。 条件：晶格类型相同，原子半径接近。 ②间隙固溶体——溶质的原子溶入溶剂晶格之中 形成的固溶体动画\金工动画\间隙固溶体.SWF 固溶体——>晶格畸变——>强度、硬度增加——> 固溶强化
布氏硬度试验原理图
2.洛氏硬度 （1）试验原理：用顶角为1200的金刚石圆锥或直径为 1.588mm的淬火钢球作压头，在初始试验力F1（98N）及总试验 力F作用下，将压头压入试样表面，按规定保持时间后卸除主试 验力，用测量的残余压痕深度增量计算硬度。 （2）符号 （3）表示方法 在符号前写出硬度值。 k h （4）应用范围 可直接测量成品或较薄工件，但结果不够 HR 准确。 0.002
（１）体心立方晶格动画\金工动画\体心.swf
金属材料的晶体结构与结晶
1.1.1 合金的晶体结构
合金是指由两种或两种以上的金属元素或由金属元素与非金属元素 组成的具有金属特性的物质。
组成合金的最基本的、独立的单元称为组元。由两个组元组成的合 金称为二元合金，由三个组元组成的合金称为三元合金，由三个以上组 元组成的合金称为多元合金。
合金中结构相同、成分相同和性能一致，并以界面相互隔开的组成 部分称为相。只有一种相组成的合金为单相合金，由两种或两种以上相 组成的合金为多相合金。用金相观察方法，在金属及合金内部看到的相 的形态、数量、大小和分布及相间结合状态称为显微组织。
非晶体
晶体
金属材料的晶体结构与结晶
1.晶体结构的基本知识
图2-1 晶体结构示意图
金属材料的晶体结构与结晶
1.常见的金属晶格类型 常见的金属晶格类型包括体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方
晶格三大类。 1）体心立方晶格 body—centered cubic lattice 特点：b 较好。如：＜912℃ Fe, Cr, Mo, V等。 含有2个原子体积组成。
图2-7 刃型位错示意图
金属材料的晶体结构与结晶
（3）面缺陷。面缺陷是指在晶体中呈面状分布（在两个方向上尺寸很大，在第 三个方向上尺寸很小）的缺陷。常见的面缺陷是晶界和亚晶界。
晶界是位向不同的晶粒间的过渡区，其宽度为5～10个原子间距。晶界区域的晶 粒的位向通过晶界的协调逐步过渡到相邻晶粒的位向，如图2-8（a）所示。亚晶界 是由位向相差很小的亚晶粒组成的，如图2-8（b）所示。晶界和亚晶界的原子排列 都不规则，会产生晶格畸变。因此，晶界和亚晶界均可提高金属的强度，改善塑性 和韧性。
图2-10 液态金属的结晶过程示意图
金属材料的晶体结构与结晶
第一章 金属的晶体结构习题答案
第一章金属得晶体结构(一)填空题3．金属晶体中常见得点缺陷就是空位、间隙原子与置换原子，最主要得面缺陷就是。
4．位错密度就是指单位体积中所包含得位错线得总长度，其数学L。
表达式为??V5．表示晶体中原子排列形式得空间格子叫做晶格，而晶胞就是指从晶格中选取一个能够完全反应晶格特征得最小几何单元。
6．在常见金属晶格中，原子排列最密得晶向，体心立方晶格就是[111]，而面心立方晶格就是[110] 。
7 晶体在不同晶向上得性能就是不同得，这就就是单晶体得各向异性现象。
一般结构用金属为多晶体，在各个方向上性能相同，这就就是实际金属得伪等向性现象。
8 实际金属存在有点缺陷、线缺陷与面缺陷三种缺陷。
位错就是线缺陷。
9．常温下使用得金属材料以细晶粒为好。
而高温下使用得金属材料在一定范围内以粗晶粒为好。
10．金属常见得晶格类型就是面心立方、体心立方、密排六方。
11．在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，-晶，OC D(1/2，1，1/2)，那么AB晶向指数为1/2)1，，10]1[。
晶向指数为[121] 向指数为[221] ，OD，｛111｝面心结构得金属，它得最密排面就是12．铜就是、0那么最密排面上原子间距为若铜得晶格常数a=0、36nm,。
509nm中属于体心立方Zn、Mg、Ni、Cr、V-Fe13 α-Fe、γ、Al、Cu、、-Feγ，属于面心立方晶格得有晶格得有α-Fe、Cr、V。
，属于密排六方晶格得有Mg、Zn CuAl、、Ni、。
．256nm，那么铜得晶格常数为．14已知Cu得原子直径为03。
1mm Cu中得原子数为三点，这个晶，1/2)与0)(1/2，0，(0，00)、(1/2、1/4、．晶面通过15 、面得晶面指数为轴上得截距为y轴上得截距为2，在16．在立方晶系中，某晶面在x 、（140）；与1/2z轴平行，则该晶面指数为塑性与金属光泽主要就是因为导热性、17．金属具有良好得导电性、得结合方式。
金属材料晶体学
金属的结构与结晶1.1 金属材料的结构1.1.1 纯金属的晶体结构晶体中原子(离子或分子)规则排列的方式称为晶体结构。
通过金属原子(离子)的中心划出许多空间直线，这些直线将形成空间格架。
这种格架称为晶格。
晶格的结点为金属原子(或离子)平衡中心的位置。
能反映该晶格特征的最小组成单元称为晶胞。
晶胞在三维空间的重复排列构成晶格。
晶胞的基本特性即反映该晶体结构(晶格)的特点。
晶体晶格晶胞晶胞的几何特征可以用晶胞的三条棱边长a 、b 、c 和三条棱边之间的夹角α、β、γ等六个参数来描述。
其中a 、b 、c 为晶格常数。
金属的晶格常数一般为1×10-10m ～7×10-10m 。
不同元素组成的金属晶体因晶格形式及晶格常数的不同,表现出不同的物理、化学和机械性能。
金属的晶体结构可用x 射线结构分析技术进行测定。
1.1.2 三种常见的金属晶体结构1.1.2.1 体心立方晶格(胞) (B.C.C.晶格) [点击查看动画模型]体心立方晶格的晶胞中,八个原子处于立方体的角上,一个原子处于立方体的中心, 角上八个原子与中心原子紧靠。
具有体心立方晶格的金属有钼(Mo)、钨(W)、钒(V)、α-铁(α-Fe, <912℃)等。
体心立方晶胞特征：①晶格常数：a=b=c, α=β=γ=90°②晶胞原子数：在体心立方晶胞中, 每个角上的原子在晶格中同时属于8个相邻的晶胞,因而每个角上的原子属于一个晶胞仅为1/8, 而中心的那个原子则完全属于这个晶胞。
所以一个体心立方晶胞所含的原子数为2个。
③原子半径：晶胞中相距最近的两个原子之间距离的一半, 或晶胞中原子密度最大的方向上相邻两原子之间距离的一半称为原子半径(r原子)。
体心立方晶胞中原子相距最近的方向是体对角线, 所以原子半径与晶格常数a之间的关系为：④致密度：晶胞中所包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比称为致密度(也称密排系数)。
致密度越大, 原子排列紧密程度越大。
清华大学工程材料第五版第一章
晶向指数一般标记为[uvw]，
表示一组原子排列相同的平行晶向。
清华大学工程材料第五版第一章
若两个晶向的全部指数数值相同而符号 相反, 则它们相互平行或为同一原子列, 但 方向相反。
如[110]与 。 若只研究原子排列情况, 则晶向[110]与 可用同一个指数[110]表示。
清华大学工程材料第五版第一章
清华大学工程材料第五版第一章
面心立方晶胞的特征：
（1）晶格常数
a=b=c, α=β=γ=90°
（2）晶胞原子数 (个) 4
（3）原子半径
（4）致密度 0.74 (74%)
清华大学工程材料第五版第一章
（5）空隙半径
●四面体空隙半径: r四=0.225r原子 ●八面体空隙半径: r八=0.414r原子
（6）配位数 12
清华大学工程材料第五版第一章
老师提示 由于原子排列紧密程度不一样， 当金属从面心立方晶格向体心立方晶格 转变时, 体积会发生变化。
钢在淬火时因晶格转变发生体积变化。 不同晶体结构中原子排列的方式不同, 使它们的形变能力不同。
清华大学工程材料第五版第一章
二、晶体中的晶面和晶向 通过晶体中原子中心的平面叫做晶面； 通过原子中心的直线为原子列，代表的方 向叫做晶向。 晶面用晶面指数表达。 晶向用晶向指数表达。
晶向族 原子排列情况相同而在空间位向不同 的晶向组成晶向族。
晶向族用尖括号表示, 即<uvw>。
如: <100> = [100] + [010] + [001]
清华大学工程材料第五版第一章
在立方晶系中, 一个晶面指数与一 个晶向指数数值和符号相同时, 则该晶 面与该晶向互相垂直。
材料科学考试试题
材料科学考试试题
1. 问答题
1.1 介绍金属晶体的晶体系和点阵结构。
1.2 什么是晶体缺陷？列举并简要描述几种常见的晶体缺陷。
1.3 什么是金属材料的弹性变形？它的原理是什么？
2. 简答题
2.1 请解释热处理对金属的影响以及其应用。
2.2 介绍金属材料的断裂方式及其相关理论。
2.3 什么是塑性变形？请说明金属材料的塑性变形机制。
3. 计算题
3.1 某一种金属的密度为7.87 g/cm³，原子量为63.55。
计算该金属的晶格常数。
3.2 一个长度为2 cm，宽度为1 cm，高度为0.5 cm的金属样品，
质量为10 g。
以该金属的密度和弹性模量，计算其Young氏弹性模量。
3.3 一个拉伸试验样品的长度为200 mm，直径为10 mm，抗拉强
度为400 MPa。
计算其屈服强度。
4. 综合题
4.1 请以金属焊接为例，说明材料科学在工程应用中的重要性。
4.2 分析金属材料的导热性能和导电性能与其晶体结构的关系。
4.3 以金属腐蚀为例，探讨材料科学在延长金属材料使用寿命中的应用。
以上为材料科学考试试题，希望能够全面展示学生对材料科学基础知识的掌握和应用能力。
祝考生取得优异的成绩！。
数控技术《2.1金属的晶体结构练习题》
2.1金属的晶体结构练习题一、填空题1.常见金属的晶格类型有体心立方晶格、、、三种。
铜为，锌为，α-Fe为。
2.根据几何形态特征，可将晶体缺陷分为、和面缺陷三类。
其中间隙原子属于，位错属于，晶界属于。
3.单晶体在不同方向上具有不同性能的现象称为。
多晶体的各个晶粒有向性相互抵消，整个晶体呈现出无向性，称为。
二、是非题[ ]1.晶体是指原子呈规则排列的固态，例如，纯铁、玻璃等。
[ ]2.日常所见的金属都是单晶体。
[ ]3.金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。
[ ]4.实际金属中存在着点、线、面缺陷，从而使得金属的强度和硬度均下降。
[ ]5.因为单晶体是各向异性的，所以实际应用的金属材料在各个方向上的性能也是不同的。
[ ]6.非晶态物质的原子在三维空间是无规则分布的。
三、选择题1.在三种常见的金属晶体结构中，原子排列最疏松的是( )A．体心立方晶格 B．面心立方晶格C．密排六方晶格 D．三种都一样2.实际晶体中的线缺陷表现为( )A．空位 B．间隙原子 C．位错 I)．晶界3.晶体和非晶体的主要区别是( )A．晶体中原子有序排列 B．晶体中原子依靠金属键结合C．晶体具有各向异性 D．晶体具有简单晶格4.单晶体和多晶体的主要区别是( )A．多晶体有晶界 B．多晶体中相邻晶粒的晶格位向不同C．多晶体无各向异性 D．多晶体的性能具有方向性答案：一、填空题1.面心立方晶格、密排六方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格、体心立方晶格2.点缺陷、线缺陷、点缺陷、线缺陷、面缺陷3.各向异性、各向同性二、是非题1. ×2. ×3. √4. √5.× 6 √三、选择题1.A2. C3. C4.C。
金属工艺学金属的晶体结构与结晶试卷(练习题库)(2023版)
金属工艺学金属的晶体结构与结晶试卷（练习题
库）
1、变质剂
2、变质处理
3、非自发形核
4、过冷度
5、多晶体
6、单晶体
7、刃型位错
8、亚晶界
9、亚晶粒
10、面缺陷
11、线缺陷
12、点缺陷
13、常见的金属晶体结构有哪几种？a-Fe、丫-Fe、A1、Cu、Ni、Pb、Cr、
14、实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？
15、晶面指数和晶向指数有什么不同？
16、配位数和致密度可以用来说明哪些问题？
17、过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？
18、为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？
19、在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？
20、金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？
21、自然界的固态物质，根据原子在内部的排列特征可分为（）和（）两大类。
22、金属的晶格类型主要有（）、（）、（）三大类。
23、晶体的缺陷主要有（）、（）、（）。
24、纯金属的结晶过程包括（）和（）两个过程
25、根据溶质原子在溶剂中所占位置不同，固溶体可分为（）和（）两种。
26、晶体与非晶体的主要区别是什么？
27、什么是过冷度？影响过冷度的主要因素是什么？
28、晶粒的大小对材料的力学性能有何影响？如何细化晶粒？
29、铸造生产中为了得到细晶粒的铸件，常采取的方法有哪些？。
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1.1.1金属的晶体结
构试题
1.1.1 金属的晶体结构
(一)填空题
1．同非金属相比，金属的主要特性是导电性、导热性、塑性优良，正的电阻-温度系数
2．晶体与非晶体的最根本区别是晶体中原子排列是周期性规则有序的，而非晶体中原子排列是混乱无序的
3．金属晶体中常见的点缺陷是空位和间隙原子，最主要的面缺陷是晶界。
4．位错密度是指单位体积中位错线的总长度，其数学表达式为 L / V 。
5．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做晶格，而晶胞是指能表示晶体结构的最小的晶格。
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【111】，而面心立方晶格是【110】。
7 晶体在不同晶向上的性能是不同的，这就是单晶体的各向异性现象。
一般
结构用金属为多晶体晶体，在各个方向上性能是相同的，这就是实际金属的伪各向同性现象。
8 实际金属存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。
位错是线缺陷。
实
际晶体的强度比理想晶体的强度低得多。
9．常温下使用的金属材料以细小晶粒为好。
而高温下使用的金属材料在一定范围内以粗大晶粒为好。
10．金属常见的晶格类型是 FCC 、 BCC 、 HCP 。
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 <1-10> 或 <-110> ，OC晶向指数为<112> ，OD晶向指数为 <212> 。
12．铜是 FCC 结构的金属，它的最密排面是 (111) ，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。
14．已知Cu的原子直径为0．256nm，那么铜的晶格常数为。
1mm3Cu中的原子数为。
15．晶面通过(0，0，0)、(1/2、1/4、0)和(1/2，0，1/2)三点，这个晶面的晶面指数为 {001} .
16．在立方晶系中，某晶面在x轴上的截距为2，在y轴上的截距为1/2；与z 轴平行，则该晶面指数为 {120} .
17．金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽主要是因为金属原子具有金属键的结合方式。
18．同素异构转变是指同一成分的金属在固态下具有不同的晶体结构。
纯铁在1394C°和912C°温度发生δ-Fe —γ-Fe 和γ-Fe —α-Fe 转变。
19．在常温下铁的原子直径为0．256nm，那么铁的晶格常数为。
20．金属原子结构的特点是原子核外最外层电子数为1-3 。
21．物质的原子间结合键主要包括离子键、共价键和金属键三种。
22．大部分陶瓷材料的结合键为离子键和共价键。
23．高分子材料的结合键是共价键。
(二)判断题
1．因为单晶体具有各向异性的特征，所以实际应用的金属晶体在各个方向上的性能也是不相同的。
( × )
2．金属多晶体是由许多结晶位向相同的晶粒所构成。
( × )
3．因为面心立方晶体与密排六方晶体的配位数相同，所以它们的原子排列密集程度也相同
（√）
4．体心立方晶格中最密原子面是｛111｝。
（ ×）
5．金属理想晶体的强度比实际晶体的强度高得多。
（√ ）
6．金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。
（√ ）
7．实际金属在不同方向上的性能是不一样的。
（ ×）
8．纯铁加热到912℃时将发生α-Fe向γ-Fe的转变，体积会发生膨胀。
（ ×）
9．面心立方晶格中最密的原子面是{111}，原子排列最密的方向也是<111>。
（√ ）
10．在室温下，金属的晶粒越细，则其强度愈高和塑性愈低。
（ ×）11．纯铁只可能是体心立方结构，而铜只可能是面心立方结构。
（ ×）12．实际金属中存在着点、线和面缺陷，从而使得金属的强度和硬度均下降。
（ ×）
13．金属具有美丽的金属光泽，而非金属则无此光泽，这是金属与非金属的根本区别。
（ ×）
14．正的电阻温度系数就是指电阻随温度的升高而增大。
（√ ）
15．多晶体是由多个取向不同的单晶体拼凑而成的。
（√）
16．晶胞是从晶格中任意截取的一个小单元。
（ ×）
17 从热力学上讲，所有的晶体缺陷都使畸变能升高，即都是非平衡态。
（ ×）
18 从热力学上讲，理想晶体没有晶体缺陷，即没有晶格畸变能，即为平衡状态。
（ ×）
19．晶体中原子偏离平衡位置，就会使晶体的能量升高，因此能增加晶体的强度。
（ ×）
(三)选择题
1．正的电阻温度系数是指 A、B
A．随温度增高导电性增大的现象 B．随温度降低电阻下降的现象
C 随温度升高电阻减少的现象 D．随温度降低电阻升高的现象
2．金属键的一个基本特征是 A
A．没有方向性 B．具有饱和性 C 具有择优取向性 D. 没有传导性
3．晶体中的位错属于 D
A．体缺陷 B 点缺陷 C 面缺陷 D．线缺陷
4．亚晶界的结构是 B
A．由点缺陷堆集而成 B 由位错垂直排列成位错墙面构成
C 由晶界间的相互作用构成
D 由杂质和空位混合组成
5．多晶体具有 C
A．各向同性 B 各向异性 C 伪各向同性 D 伪各向异性
6．在面心立方晶格中，原子线密度最大的晶向是 B
A．<100> B <110> C．<111> D．<112>
7．在体心立方晶格中，原子面密度最小的晶面是 D
A．{100} B {110} C {111} D {112}
8．金属原子的结合方式是 C
A．离子键 B 共价键 C 金属键 D 分子键
9．晶态金属的结构特征是 B
A．近程有序排列 B 远程有序排 C 完全无序排列 D 部分有序排列
(四) 改错题
1．面心立方晶格的致密度为0．68。
0.74
2．γ-Fe在912℃转变为a-Fe时体积收缩约1％。
这是因为γ-Fe的晶格常数大于a-Fe的晶格常数。
γ-Fe在912℃转变为a-Fe时体积发生收缩。
这是因为γ-Fe的晶格致密度大于a-Fe的晶格致密度。
3．实际金属缺陷越多，则其强度硬度越低。
实际金属晶体缺陷密度越高，则其强度硬度越高而塑性、韧性越低。
4．常温下，金属材料的晶粒越细小时，其强度硬度越高，塑性韧性越低。
常温下，金属材料的晶粒越细小时，其强度硬度越高，塑性韧性也越高。
5．体心立方晶格的最密排面是{100}面。
体心立方晶格的最密排面是{110}面。