材料科学基础下学期习题整理-部分答案
材料科学基础2复习题及参考答案
材料科学基础2复习题及部分参考答案一、名词解释1、再结晶:指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时,通过新晶粒的形核及长大,以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。
2、交滑移:在晶体中,出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移。
3、冷拉:在常温条件下,以超过原来屈服点强度的拉应力,强行拉伸聚合物,使其产生塑性变形以达到提高其屈服点强度和节约材料为目的。
(《笔记》聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。
)4、位错:指晶体材料的一种内部微观缺陷,即原子的局部不规则排列(晶体学缺陷)。
(《书》晶体中某处一列或者若干列原子发生了有规律的错排现象)5、柯氏气团:金属内部存在的大量位错线,在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子(大小不同吸附的位置有差别),形成所谓的“柯氏气团”。
(《书》溶质原子与位错弹性交互作用的结果,使溶质原子趋于聚集在位错周围,以减小畸变,降低体系的能量,使体系更加稳定。
)6、位错密度:单位体积晶体中所含的位错线的总长度或晶体中穿过单位截面面积的位错线数目。
7、二次再结晶:晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀、细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶。
8、滑移的临界分切应力:滑移系开动所需要的最小分切应力。
(《书》晶体开始滑移时,滑移方向上的分切应力。
)9、加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象,又称冷作硬化。
(《书》随塑性变形的增大,塑性变形抗力不断增加的现象。
)10、热加工:金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称。
(《书》使金属在再结晶温度以上发生加工变形的工艺。
)11、柏氏矢量:是描述位错实质的重要物理量。
反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。
(《书》揭示位错本质并描述位错行为的矢量。
)反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量。
12、多滑移:晶体的滑移在两组或者更多的滑移面(系)上同时进行或者交替进行。
13、堆垛层错:晶体结构层正常的周期性重复堆垛顺序在某二层间出现了错误,从而导致的沿该层间平面(称为层错面)两侧附近原子的错排的一种面缺陷。
材料科学基础习题与参考答案(doc14页)(优质版)
材料科学基础习题与参考答案(doc14页)(优质版)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(),(),()。
材料科学基础课后习题答案(部分)_第2版_西安交通大学_石德珂主编
1 T1
)
exp
1.5 1018 1.38 1023
( 1 1 ) 293 1123
exp 274
2.N N0 6.021023 9.58106 5.341028 / m3
M
107.9
ne exp
N
kT
kT ln ne
N
1.381023 1073ln
3.6 1023 5.34 1028
9.自己计算 10.不用看
11.a3 (0.37 2) 0.427nm 3
m V
79.909 132.905 6.021023 0.4273 1021
4.47 g
/
cm3
rBr 0.37 0.167 0.203nm
12.(1)0.097+0.181=0.278
(2)R 0.2782 2 0.393nm (3) 0.2782 2 0.2782 0.481nm (4) (0.278 2)2 0.2782 0.622nm
13
2
13
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的个数
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2
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+
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4.
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021 01Fra bibliotek20112
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110
(2)在上述切应力作用下,位错线de将 向左(或向右)移动,即沿着与位错线 de垂直的方向(且在滑移面上)移动。 当位错线沿滑移面旋转360度后。在晶体 表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b的 台阶
材料科学基础 第二次习题答案
1、Fe-Mn-C 固溶体具有面心立方结构,Mn 和C 的质量分数为12.3%和1.34%,点阵常数为0.3624nm ,密度为7.83g/cm 3,请说明Mn 和C 在Fe 中各是什么固溶体?再计算1mol 固溶体中每个原子的平均重量 23230.821755.850.11954.940.0593128.8219106.0210A g -⨯+⨯+⨯==⨯⨯ 每个晶胞中的原子数为3723(0.362410)7.83 4.28768.821910a n A ρ--⨯⨯===⨯ 因为Fe-Mn-C 合金固溶体具有面心立方结构,每个晶胞中含有4个原子,现在计算得每个晶胞中含有4.2876个原子,说明其中一个或全部溶质组元都是间隙溶质原子。
上面计算结果说明每个晶胞中含有0.2876个间隙原子,间隙原子的摩尔分数应该为0.2876/4.2876=0.067,而Mn 的实际摩尔分数为0.2239,所以Mn 不是间隙组元,Mn 与Fe 形成置换固溶体,而C 实际的摩尔分数是0.0593,所以C 是间隙组元,与Fe 形成间隙固溶体。
2、计算单质原子配位数为6的晶体结构的致密度,并计算此时的原子半径与配位数为12时的原子半径比值。
配位数为6的晶体结构为简单立方结构,设其半径为r ,晶格常数为a ,二者关系为a=2r ,致密度3343=0.52336r a ππη==,6121r /r a= 3、C 在Fe fcc 和Fe bcc 中的最大溶解度(原子百分数)分别为8.9%和0.1%有多少个面心立方八面体间隙被占据?面心立方比体心立方结构致密度高,为什么C 在面心立方中的溶解度比在体心立方结构中大?(1)在面心立方结构中,一个晶胞含有4个原子,也含有4个八面体间隙位置。
当固溶体含8.9%C ,则100个原子中只有(100-8.9)个铁原子,即100-8.9个间隙位置,C 处在八面体间隙位置中,所以有8.99.771008.9=-%的八面体间隙位置被占据。
材料科学基础习题与参考答案(doc 14页)(优质版)
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(),(),(),()。
材料科学基础习题答案_整理版
2-1 名词解释:配位数与配位体,同质多晶与多晶转变,位移性转变与重建性转变,晶体场理论与配位场理论答:配位数:晶体结构中与一个离子直接相邻的异号离子数。
配位体:晶体结构中与某一个阳离子直接相邻、形成配位关系的各个阴离子中心连线所构成的多面体。
同质多晶:同一化学组成在不同外界条件下(温度、压力、pH值等),结晶成为两种以上不同结构晶体的现象多晶转变:当外界条件改变到一定程度时,各种变体之间发生结构转变,从一种变体转变成为另一种变体的现象位移性转变:不打开任何键,也不改变原子最邻近的配位数,仅仅使结构发生畸变,原子从原来位置发生少许位移,使次级配位有所改变的一种多晶转变形式重建性转变:破坏原有原子间化学键,改变原子最邻近配位数,使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。
晶体场理论:认为在晶体结构中,中心阳离子与配位体之间是离子键,不存在电子轨道的重迭,并将配位体作为点电荷来处理的理论。
配位场理论:除了考虑到由配位体所引起的纯静电效应以外,还考虑了共价成键的效应的理论。
2-2 面排列密度的定义为:在平面上球体所占的面积分数。
(a)画出MgO(NaCl型)晶体(111)(110)和(100)晶面上的原子排布(b)计算这三面的面排列密度解:MgO晶体中O2-做紧密堆积,Mg2+填充在八面体空隙中。
(a)(111)(110)和(100)晶面上的氧离子排布情况如图2-1所示。
(b)在面心立方紧密堆积的单位晶胞中,(111)面:面排列密度=(110)面:面排列密度= (100)面:面排列密度=2-4 设原子半径为R,试计算体心立方堆积结构的(100)、(110)、(111)面的面排列密度和晶面族的面间距。
解:在体心立方堆积结构中:(100)面:面排列密度= 面间距=(110)面:面排列密度= 面间距=(111)面:面排列密度= 面间距=2-8 试根据原子半径R计算面心立方晶胞、六方晶胞、体心立方晶胞的体积。
解:面心立方晶胞:六方晶胞(1/3):体心立方晶胞:2-9 MgO具有NaCl结构。
材料科学基础课后习题及参考答案
绪论1、仔细观察一下白炽灯泡,会发现有多少种不同的材料每种材料需要何种热学、电学性质2、为什么金属具有良好的导电性和导热性3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体4、铝原子的质量是多少若铝的密度为cm3,计算1mm3中有多少原子5、为了防止碰撞造成纽折,汽车的挡板可有装甲制造,但实际应用中为何不如此设计说出至少三种理由。
6、描述不同材料常用的加工方法。
7、叙述金属材料的类型及其分类依据。
8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类:黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、 Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨,为什么不用Al2O3制造铁锤晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数(晶面指数)、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、(1)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求出该晶面的米勒指数;(2)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与[111],(322)与[236],(257)与[111],(123)与[121],(102),(112),(213),[110],[111],[120],[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为,O2-半径为,计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃,NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
8、根据最密堆积原理,空间利用率越高,结构越稳定,金钢石结构的空间利用率很低(只有%),为什么它也很稳定9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25.9%;10、金属镁原子作六方密堆积,测得它的密度为克/厘米3,求它的晶胞体积。
材料科学基础课后习题答案
材料科学基础课后习题答案第一篇:材料科学基础课后习题答案第1章习题1-10 纯铁点阵常数0.286nm,体心立方结构,求1cm3中有多少铁原子。
解:体心立方结构单胞拥有两个原子,单胞的体积为V=(0.286×10-8)3 cm3,所以1cm3中铁原子的数目为nFe= 122⨯2=8.55⨯10(2.86⨯10-8)31-11 一个位错环能否各部分都是螺型位错,能否各部分都是刃型位错?为什么?解:螺型位错的柏氏矢量与位错线平行,一根位错只有一个柏氏矢量,而一个位错环不可能与一个方向处处平行,所以一个位错环不能各部分都是螺型位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直,如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面,则位错环处处都是刃型位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面,这种位错又称棱柱位错。
1-15 有一正方形位错线,其柏氏矢量及位错线的方向如图1-51所示。
试指出图中各段位错线的性质,并指出刃型位错额外串原子面所处的位置。
D CA B解:由柏氏矢量与位错线的关系可以知道,DC是右螺型位错,BA是左螺型位错。
由右手法则,CB为正刃型位错,多余半原子面在纸面上方。
AD为负刃型位错,多余半原子面在纸面下方。
第二篇:会计学基础课后习题答案《会计学基础》(第五版)课后练习题答案第四章习题一1、借:银行存款400 000贷:实收资本——A企业400 0002、借:固定资产400 000贷:实收资本——B企业304 000资本公积——资本溢价0003、借:银行存款000贷:短期借款0004、借:短期借款000应付利息(不是财务费用,财务费用之前已经记过)000贷:银行存款0005、借:银行存款400 000贷:长期借款400 0006、借:长期借款000应付利息000贷:银行存款000习题二1、4月5日购入A材料的实际单位成本=(53 000+900)/980=55(元/公斤)4月10日购入A材料的实际单位成本=(89 000+1 000)/1 500=60(元)2、本月发出A材料的实际成本=(600×50+600×55)+(380×55+1 020×60)=63 000+82 100=145 100(元)3、月末结存A材料的实际成本=(600×50)+[(53 000+900)+(89 000+1 000)]-145 100=28 800(元)习题三1、借:生产成本——A产品000——B产品000贷:原材料——甲材料000——乙材料0002、借:生产成本——A产品000 ——B产品000制造费用000贷:应付职工薪酬0003、借:制造费用500贷:原材料——丙材料5004、借:制造费用000贷:银行存款0005、借:制造费用000贷:累计折旧0006、本月发生的制造费用总额=5 000+500+2 000+1 000=8 500(元)制造费用分配率=8 500/(20 000+10 000)×100%=28.33%A产品应负担的制造费用=20 000×28.33%=5 666(元)B产品应负担的制造费用=8 500-5 666=2 834(元)借:生产成本——A产品——B产品贷:制造费用7、借:库存商品——A产品贷:生产成本——A产品习题四1、借:银行存款贷:主营业务收入2、借:应收账款——Z公司贷:主营业务收入银行存款3、借:主营业务成本贷:库存商品——A产品——B产品4、借:营业税金及附加贷:应交税费——应交消费税5、借:营业税金及附加贷:应交税费6、借:销售费用贷:银行存款7、借:销售费用贷:银行存款8、借:银行存款贷:其他业务收入借:其他业务成本贷:原材料——乙材料9、借:管理费用贷:应付职工薪酬10、借:管理费用贷:累计折旧11、借:管理费用贷:库存现金12、借:财务费用贷:银行存款13、借:银行存款贷:营业外收入14、借:主营业务收入其他业务收入营业外收入666 2 834 500 47 666 47 666 80 000 80 000 201 000200 000 000 142 680 42 680000 14 000 14 000 1 400 400 3 000 000 1 000 000 4 000 000 3 000 000 4 560 560 2 000 000300300400400 3 000 000 280 000 4 000 3 000贷:本年利润287 000借:本年利润172 340贷:主营业务成本680其他业务成本000营业税金及附加400销售费用000管理费用860财务费用400 本月实现的利润总额=287 000-172 340=114 660(元)本月应交所得税=114 660×25%=28 665(元)本月实现净利润=114 660-28 665=85 995(元)习题五1、借:所得税费用贷:应交税费——应交所得税借:本年利润贷:所得税费用2、2007的净利润=6 000 000-1 500 000=4 500 000(元)借:本年利润贷:利润分配——未分配利润3、借:利润分配——提取法定盈余公积贷:盈余公积——法定盈余公积4、借:利润分配——应付现金股利贷:应付股利第五章习题一1、借:银行存款固定资产贷:实收资本——M公司——N公司2、借:原材料——A材料——B材料贷:银行存款3、借:应付账款——丙公司贷:银行存款4、借:银行存款贷:短期借款5、借:固定资产贷:银行存款6、借:生产成本——甲产品——乙产品贷:原材料——A材料——B材料 500 000500 000 1 500 000500 000 4 500 000 4 500 000450 000450 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 50 000 50 000000 50 000 50 000500 000500 000200 000200 000000 80 000000 80 0007、借:其他应收款——王军000贷:库存现金0008、借:制造费用000管理费用贷:原材料——A材料0009、借:管理费用500贷:库存现金50010、借:原材料——A材料000贷:应付账款00011、借:应付职工薪酬200 000贷:银行存款200 00012、借:银行存款320 000贷:主营业务收入——甲产品320 00013、借:应收账款250 000贷:主营业务收入——乙产品250 00014、借:短期借款200 000应付利息000财务费用000贷:银行存款209 00015、借:销售费用贷:银行存款00016、借:管理费用300贷:其他应收款——王军000库存现金30017、借:生产成本——甲产品000——乙产品000制造费用000管理费用000贷:应付职工薪酬200 00018、借:制造费用000管理费用000贷:累计折旧00019、借:生产成本——甲产品000——乙产品000制造费用000管理费用000贷:应付职工薪酬000 20、借:主营业务成本381 000贷:库存商品——甲产品196 000——乙产品185 00021、制造费用总额=5 000+10 000+35 000+1 000=51 000(元)制造费用分配率=51 000/(90 000+70 000)×100%=31.875% 甲产品应分配的制造费用=90 000×31.875%=28 687.5(元)乙产品应分配的制造费用=70 000×31.875%=22 312.5(元)借:生产成本——甲产品687.5——乙产品312.5贷:制造费用00022、甲产品的实际成本=120 000+150 000+90 000+9 000+28 687.5=397 687.5(元)借:库存商品——甲产品397 687.5贷:生产成本——甲产品397 687.523、借:主营业务收入——甲产品320 000——乙产品250 000贷:本年利润借:本年利润贷:主营业务成本管理费用销售费用财务费用24、本月利润总额=570 000-487 800=82 200(元)本月应交所得税=82 200×25%=20 550(元)借:所得税费用贷:应交税费——应交所得税借:本年利润贷:所得税费用25、本月净利润=82 200-20 550=61 650(元)提取法定盈余公积=61 650×10%=6 165(元)借:利润分配——提取法定盈余公积贷:盈余公积——法定盈余公积26、借:利润分配——应付现金股利贷:应付股利570 000 487 800381 000 53 800 50 000 000 20 550 20 550 20 550 20 550 6 165 165 30 825 30 825第三篇:《机械设计基础》课后习题答案模块八一、填空1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。
材料科学基础课后习题及参考答案
绪论1、仔细观察一下白炽灯泡,会发现有多少种不同的材料每种材料需要何种热学、电学性质2、为什么金属具有良好的导电性和导热性3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体4、铝原子的质量是多少若铝的密度为cm3,计算1mm3中有多少原子5、为了防止碰撞造成纽折,汽车的挡板可有装甲制造,但实际应用中为何不如此设计说出至少三种理由。
6、描述不同材料常用的加工方法。
7、叙述金属材料的类型及其分类依据。
8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类:黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、 Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨,为什么不用Al2O3制造铁锤晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数(晶面指数)、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、(1)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求出该晶面的米勒指数;(2)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与[111],(322)与[236],(257)与[111],(123)与[121],(102),(112),(213),[110],[111],[120],[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为,O2-半径为,计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃,NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
8、根据最密堆积原理,空间利用率越高,结构越稳定,金钢石结构的空间利用率很低(只有%),为什么它也很稳定9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25.9%;10、金属镁原子作六方密堆积,测得它的密度为克/厘米3,求它的晶胞体积。
太原理工大学材料科学基础习题及参考答案(全)
太原理工大学材料科学基础习题及参考答案第一章原子结构与结合键习题1-1计算下列粒子的德布罗意波长:(1) 质量为10-10 kg,运动速度为0.01 m·s-1的尘埃;(2) 速度为103 m/s的氢原子;(3) 能量为300 eV的自由电子。
1-2怎样理解波函数ψ的物理意义?1-3在原子结构中,ψ2和ψ2dτ代表什么?1-4写出决定原子轨道的量子数取值规定,并说明其物理意义。
1-5试绘出s、p、d轨道的二维角度分布平面图。
1-6多电子原子中,屏蔽效应和钻穿效应是怎样影响电子的能级的?1-7写出下列原子的基态电子组态(括号内为原子序号):C (6),P (15),Cl (17),Cr (24) 。
1-8 形成离子键有哪些条件?其本质是什么?1-9 试述共价键的本质。
共价键理论包括哪些理论?各有什么缺点?1-10 何谓金属键?金属的性能与金属键关系如何?1-11 范德华键与氢键有何特点和区别?参考答案:1-1 利用公式λ = h/p = h/mv 、E = hν计算德布罗意波长λ。
1-8 离子键是由电离能很小、易失去电子的金属原子与电子亲合能大的非金属原子相互作用时,产生电子得失而形成的离子固体的结合方式。
1-9 共价键是由相邻原子共有其价电子来获得稳态电子结构的结合方式。
共价键理论包括价键理论、分子轨道理论和杂化轨道理论。
1-10 当大量金属原子的价电子脱离所属原子而形成自由电子时,由金属的正离子与自由电子间的静电引力使金属原子结合起来的方式为金属建。
由于存在自由电子,金属具有高导电性和导热性;自由电子能吸收光波能量产生跃迁,表现出有金属光泽、不透明;金属正离子以球星密堆方式组成,晶体原子间可滑动,表现出有延展性。
第二章材料的结构习题2-1定义下述术语,并注意它们之间的联系和区别。
晶系,空间群,平移群,空间点阵。
2-2名词解释:晶胞与空间格子的平行六面体,并比较它们的不同点。
2-3 (1) 一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b和6c,求出该晶面的米勒指数。
材料科学基础课后作业及答案(分章节)
第一章8.计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例 (1)NaF (2)CaO (3)ZnS解:1、查表得:X Na =0.93,X F =3.98根据鲍林公式可得NaF 中离子键比例为:21(0.93 3.98)4[1]100%90.2%e ---⨯=共价键比例为:1-90.2%=9.8% 2、同理,CaO 中离子键比例为:21(1.00 3.44)4[1]100%77.4%e---⨯=共价键比例为:1-77.4%=22.6%3、ZnS 中离子键比例为:21/4(2.581.65)[1]100%19.44%ZnS e --=-⨯=中离子键含量共价键比例为:1-19.44%=80.56%10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义.说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。
答:结构转变的热力学条件决定转变是否可行,是结构转变的推动力,是转变的必要条件;动力学条件决定转变速度的大小,反映转变过程中阻力的大小。
稳态结构与亚稳态结构之间的关系:两种状态都是物质存在的状态,材料得到的结构是稳态或亚稳态,取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件),阻力小时得到稳态结构,阻力很大时则得到亚稳态结构。
稳态结构能量最低,热力学上最稳定,亚稳态结构能量高,热力学上不稳定,但向稳定结构转变速度慢,能保持相对稳定甚至长期存在。
但在一定条件下,亚稳态结构向稳态结构转变。
第二章1.回答下列问题:(1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与 [111],(132)与[123],(322)与[236](2)在立方晶系的一个晶胞中画出(111)和 (112)晶面,并写出两晶面交线的晶向指数。
(3)在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于(101). (011)和(112)晶面上的[111]晶向。
解:1、2.有一正交点阵的 a=b, c=a/2。
某晶面在三个晶轴上的截距分别为 6个、2个和4个原子间距,求该晶面的密勒指数。
材料科学基础课后习题及答案
第二章答案2-1略。
2-2〔1〕一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求该晶面的晶面指数;〔2〕一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的晶面指数。
答:〔1〕h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为〔321〕;〔2〕h:k:l=3:2:1,∴该晶面的晶面指数为〔321〕。
2-3在立方晶系晶胞中画出以下晶面指数和晶向指数:〔001〕与[],〔111〕与[],〔〕与[111],〔〕与[236],〔257〕与[],〔123〕与[],〔102〕,〔〕,〔〕,[110],[],[]答:2-4定性描述晶体构造的参量有哪些.定量描述晶体构造的参量又有哪些.答:定性:对称轴、对称中心、晶系、点阵。
定量:晶胞参数。
2-5依据结合力的本质不同,晶体中的键合作用分为哪几类.其特点是什么.答:晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。
离子键的特点是没有方向性和饱和性,结合力很大。
共价键的特点是具有方向性和饱和性,结合力也很大。
金属键是没有方向性和饱和性的的共价键,结合力是离子间的静电库仑力。
范德华键是通过分子力而产生的键合,分子力很弱。
氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键,具有饱和性。
2-6等径球最严密堆积的空隙有哪两种.一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙.答:等径球最严密堆积有六方和面心立方严密堆积两种,一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。
2-7n个等径球作最严密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙.不等径球是如何进展堆积的.答:n个等径球作最严密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。
不等径球体进展严密堆积时,可以看成由大球按等径球体严密堆积后,小球按其大小分别填充到其空隙中,稍大的小球填充八面体空隙,稍小的小球填充四面体空隙,形成不等径球体严密堆积。
2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
答:面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为:〔000〕、〔001〕〔100〕〔101〕〔110〕〔010〕〔011〕〔111〕〔0〕〔0〕〔0〕〔1〕〔1〕〔1〕。
材料科学基础课后习题解答
其它为混合位错。
(2)位错受力为 F = τ b ,方向为垂直位错线。
(3)位错线将扩展
(4)τ
=
Gb 2R
2.6
⇒
Rmin
=
Gb 2τ
F
=
−τ 1b2
=
−
Gb1b2 2r
∫ W
=
r1
−
Fdr
=
−
Gb1b2 2Π
ln
3 100
= 1.76 ×10−9 J
r0
2.7 (1)(100)面的螺型位错形成刃型扭折,(001)面的刃型位错 形成刃型割阶 (2)两个面内的位错都形成刃型割阶
材 料 科 学 基 础 部 分 课 后 习 题 参 考 答 案
中南大学 郑子樵
第一章、材料的结构
2.晶体结构=空间点阵+实际原子(原子团等)
3.
原子个数 致密度 配位数 r 与 a 的关系 密排方向 面
fcc
4
0.74
12
3a = 4r {111} <110>
bcc
2
0.68
8
2a = 4r
{,棒轴为[123],今沿棒轴方向拉伸,请分析:
(1)初始滑移系统; (2)双滑移系统 (3)开始双滑移时的切变量 γ; (4)滑移过程中的转动规律和转轴; (5)试棒的最终取向(假定试棒在达到稳定取向前不断裂)。
三、(10
分)如图所示,某晶体滑移面上有一柏氏矢量为
v b
的圆环形位错环,并受到一均匀
用时的反应方向:
(1)
1 2
[10
1]
⇔
1 6
[2
1
1] +
1 6
材料科学基础下学期习题整理-部分答案
一、名词解释或填空:刃型位错:晶体内有一原子平面中断于晶体内部,这一原子平面中断处的边沿及其周围区域就是一个刃型位错螺型位错:滑移方向与位错线方向互相平行的位错称为螺型位错。
肖脱基空位:脱位原子一般进入其他空位或者逐渐迁移到晶界或表面,这样的空位称为肖脱基空位。
弗兰克空位:晶体中的原子挤入节点的间隙,形成间隙原子,同时原来的结点位置也空缺,产生了一个空位,通常把这一对点缺陷(空位和间隙原子)称为弗兰克尔空位。
科垂尔气团:通常把溶质原子与位错交互作用后,在位错周围偏聚的现象称为柯垂尔气团。
铃木气团:溶质原子在层错区偏聚,由于形成化学交互作用使金属强度升高。
层错:如果堆垛顺序与正常堆垛顺序有差异,即堆垛层之间发生错排,则此处产生了晶体缺陷,称为层错或堆垛层错。
不全位错:柏氏矢量不等于单位点阵矢量或其整数倍的称为不全位错或部分位错。
面角位错:在fcc晶体中形成两个面的面角上,由三个不完全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。
扩展位错与位错束集:由一个全位错分解成两个不全位错,中间夹杂着一个堆垛层错的整个位错组态称为扩展位错,扩展位错所形成的两个不全位错重新合并成一个全位错的过程称为位错束集。
奥罗万机制:合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形,位错绕过粒子,在粒子周围留下一个位错环使材料得到强化的机制。
(位错绕过机制)晶界:晶粒与晶粒的交界区相界:各相之间的交界面晶界偏聚:由于晶内和晶界的畸变能差别或空位的存在使得溶质原子或杂质原子在晶界上的富集现象。
非平衡偏析:实际上,表面区成分的偏析主要发生在几十纳米到几个微米的范围,这种偏析称为非平衡偏析滑移系:滑移面以及该面上的一个滑移方向的组合称为一个滑移系交滑移:两个或多个滑移面共同沿着一个滑移方向的滑移。
实质是螺位错在不该表滑移方向的情况下,从一个滑移面滑到与另外一个滑移面的交线处,转移到另一个滑移面的过程。
织构:多晶体中位向不同的晶粒取向变得大体一致,就称择优取向,简称织构。
材料科学基础复习题与部分答案
单项选择题:第 1 章原子结构与键合1.高分子材料中的 C-H 化学键属于。
(A)氢键(B )离子键( C)共价键2.属于物理键的是。
( A )共价键( B)范德华力( C)离子键3.化学键中通过共用电子对形成的是。
( A )共价键( B)离子键( C)金属键第 2章固体结构4.以下不具有多晶型性的金属是。
(A)铜( B)锰( C)铁5.fcc 、 bcc 、hcp 三种单晶材料中,形变时各向异性行为最显著的是。
( A ) fcc( B) bcc( C) hcp6.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。
(A)氮( B)碳( C)硼7.面心立方晶体的孪晶面是。
( A ) {112}(B ) {110}( C) {111}8.以下属于正常价化合物的是。
( A ) Mg 2Pb(B ) Cu5Sn( C) Fe3C第 3章晶体缺陷9.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为。
( A )肖特基缺陷(B )弗仑克尔缺陷( C)线缺陷10.原子迁移到间隙中形成空位 -间隙对的点缺陷称为。
( A )肖脱基缺陷(B ) Frank 缺陷( C)堆垛层错11.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是?( A )垂直(B)平行(C)交叉12.能进行攀移的位错必然是。
( A )刃型位错(B)螺型位错(C)混合位错13.以下材料中既存在晶界、又存在相界的是( A )孪晶铜(B)中碳钢(C)亚共晶铝硅合金14.大角度晶界具有 ____________ 个自由度。
(A)3(B)4(C)5第 4 章固体中原子及分子的运动15.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征,即浓度不随变化。
( A )距离(B)时间(C)温度16.在置换型固溶体中,原子扩散的方式一般为。
( A )原子互换机制(B)间隙机制(C)空位机制17.固体中原子和分子迁移运动的各种机制中,得到实验充分验证的是( A )间隙机制(B)空位机制(C)交换机制18.原子扩散的驱动力是。
材料科学基础复习题与部分答案
材料科学基础复习题与部分答案单项选择题:第 1 章原子结构与键合1.高分子材料中的 C-H 化学键属于。
(A)氢键(B )离子键( C)共价键2.属于物理键的是。
( A )共价键( B)范德华力( C)离子键3.化学键中通过共用电子对形成的是。
( A )共价键( B)离子键( C)金属键第 2章固体结构4.以下不具有多晶型性的金属是。
(A)铜( B)锰( C)铁5.fcc 、 bcc 、hcp 三种单晶材料中,形变时各向异性行为最显著的是。
( A ) fcc( B) bcc( C) hcp6.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。
(A)氮( B)碳( C)硼7.面心立方晶体的孪晶面是。
( A ) {112}(B ) {110}( C) {111}8.以下属于正常价化合物的是。
( A ) Mg 2Pb(B ) Cu5Sn( C) Fe3C第 3章晶体缺陷9.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为。
( A )肖特基缺陷(B )弗仑克尔缺陷( C)线缺陷10.原子迁移到间隙中形成空位 -间隙对的点缺陷称为。
( A )肖脱基缺陷(B ) Frank 缺陷( C)堆垛层错11.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是?( A )垂直(B)平行(C)交叉12.能进行攀移的位错必然是。
( A )刃型位错(B)螺型位错(C)混合位错13.以下材料中既存在晶界、又存在相界的是( A )孪晶铜(B)中碳钢(C)亚共晶铝硅合金14.大角度晶界具有 ____________ 个自由度。
(A)3(B)4(C)5第 4 章固体中原子及分子的运动15.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征,即浓度不随变化。
( A )距离(B)时间(C)温度16.在置换型固溶体中,原子扩散的方式一般为。
( A )原子互换机制(B)间隙机制(C)空位机制17.固体中原子和分子迁移运动的各种机制中,得到实验充分验证的是( A )间隙机制(B)空位机制(C)交换机制18.原子扩散的驱动力是。
材料科学基础_武汉理工出版(部分习题答案)[1]
第一章 结晶学基础 第二章 晶体结构与晶体中的缺陷1 名词解释:配位数与配位体,同质多晶、类质同晶与多晶转变,位移性转变与重建性转变,晶体场理论与配位场理论。
晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数(晶面指数)、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、离子极化、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应. 答:配位数:晶体结构中与一个离子直接相邻的异号离子数。
配位体:晶体结构中与某一个阳离子直接相邻、形成配位关系的各个阴离子中心连线所构成的多面体。
同质多晶:同一化学组成在不同外界条件下(温度、压力、pH 值等),结晶成为两种以上不同结构晶体的现象。
多晶转变:当外界条件改变到一定程度时,各种变体之间发生结构转变,从一种变体转变成为另一种变体的现象。
位移性转变:不打开任何键,也不改变原子最邻近的配位数,仅仅使结构发生畸变,原子从原来位置发生少许位移,使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。
重建性转变:破坏原有原子间化学键,改变原子最邻近配位数,使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。
晶体场理论:认为在晶体结构中,中心阳离子与配位体之间是离子键,不存在电子轨道的重迭,并将配位体作为点电荷来处理的理论。
配位场理论:除了考虑到由配位体所引起的纯静电效应以外,还考虑了共价成键的效应的理论图2-1 MgO 晶体中不同晶面的氧离子排布示意图2 面排列密度的定义为:在平面上球体所占的面积分数。
(a )画出MgO (NaCl 型)晶体(111)、(110)和(100)晶面上的原子排布图; (b )计算这三个晶面的面排列密度。
解:MgO 晶体中O2-做紧密堆积,Mg2+填充在八面体空隙中。
(a )(111)、(110)和(100)晶面上的氧离子排布情况如图2-1所示。
(b )在面心立方紧密堆积的单位晶胞中,r a 220=(111)面:面排列密度= ()[]907.032/2/2/34/222==∙ππr r (110)面:面排列密度=()[]555.024/224/22==∙ππr r r(100)面:面排列密度=()785.04/22/222==⎥⎦⎤⎢⎣⎡ππr r3、已知Mg 2+半径为0.072nm ,O 2-半径为0.140nm ,计算MgO 晶体结构的堆积系数与密度。
《材料科学基础》习题及参考答案
答案
2.试从晶体结构的角度,说明间隙固溶体、间隙相及
间隙化合物之间的区别。
答案
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3. 何谓玻璃?从内部原子排列和性能上看,
非晶态和晶态物质主要区别何在?
答案
4.有序合金的原子排列有何特点?这种排列
和结合键有什么关系?为什么许多有序合金
在高温下变成无序?
答案
5. 试分析H、N、C、B在Fe和Fe中形成固熔
6.离异共晶
答案
7.伪共晶
答案
8.杠杆定理
答案
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二、综合题
1.在图4—30所示相图中,请指出: (1) 水平线上反应的性质; (2) 各区域的组织组成物; (3) 分析合金I,II的冷却过程; (4) 合金工,II室温时组织组成物的相对量表达式。
答案
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2.固溶体合金的相图如下图所示,试根据相图确定: ①成分为ω(B)=40%的合金首
答案
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7. 根据图7-9所示的A1-Si共晶相图,试分析图中(a),(b),(c)3个金相组 织属什么成分并说明理由。指出细化此合金铸态组织的途径。
答案
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8. 青铜( Cu-Sn)和黄铜C Cu--fin)相图如图7-15(a),(b)所示:
①叙述Cu-10% Sn合金的不平衡冷却过程,并指出室温时的 金相组织。
化时是否会出现过热,为什么?
答案
3.欲获得金属玻璃,为什么一般选用液相线很陡,
从而有较低共晶温度的二元系?
答案
4.比较说明过冷度、临界过冷度、动态过冷度等
概念的区别。
答案
5.分析纯金属生长形态与温度梯度的关系。 答案
返回
6.简述纯金属晶体长大的机制。
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一、/二、名词解释或填空:刃型位错:晶体内有一原子平面中断于晶体内部,这一原子平面中断处的边沿及其周围区域就是一个刃型位错螺型位错:滑移方向与位错线方向互相平行的位错称为螺型位错。
肖脱基空位:脱位原子一般进入其他空位或者逐渐迁移到晶界或表面,这样的空位称为肖脱基空位。
弗兰克空位:晶体中的原子挤入节点的间隙,形成间隙原子,同时原来的结点位置也空缺,产生了一个空位,通常把这一对点缺陷(空位和间隙原子)称为弗兰克尔空位。
科垂尔气团:通常把溶质原子与位错交互作用后,在位错周围偏聚的现象称为柯垂尔气团。
铃木气团:溶质原子在层错区偏聚,由于形成化学交互作用使金属强度升高。
层错:如果堆垛顺序与正常堆垛顺序有差异,即堆垛层之间发生错排,则此处产生了晶体缺陷,称为层错或堆垛层错。
《不全位错:柏氏矢量不等于单位点阵矢量或其整数倍的称为不全位错或部分位错。
面角位错:在fcc晶体中形成两个面的面角上,由三个不完全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。
扩展位错与位错束集:由一个全位错分解成两个不全位错,中间夹杂着一个堆垛层错的整个位错组态称为扩展位错,扩展位错所形成的两个不全位错重新合并成一个全位错的过程称为位错束集。
奥罗万机制:合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形,位错绕过粒子,在粒子周围留下一个位错环使材料得到强化的机制。
(位错绕过机制)晶界:晶粒与晶粒的交界区相界:各相之间的交界面晶界偏聚:由于晶内和晶界的畸变能差别或空位的存在使得溶质原子或杂质原子在晶界上的富集现象。
非平衡偏析:实际上,表面区成分的偏析主要发生在几十纳米到几个微米的范围,这种偏析称为非平衡偏析#滑移系:滑移面以及该面上的一个滑移方向的组合称为一个滑移系交滑移:两个或多个滑移面共同沿着一个滑移方向的滑移。
实质是螺位错在不该表滑移方向的情况下,从一个滑移面滑到与另外一个滑移面的交线处,转移到另一个滑移面的过程。
织构:多晶体中位向不同的晶粒取向变得大体一致,就称择优取向,简称织构。
再结晶温度:经过严重冷变形的金属保温1h再结晶完成95%对应的温度。
再结晶全图:表示冷变形程度、退火温度、再结晶晶粒大小关系的立体图。
动态回复、动态再结晶:热变形时由温度和外力联合作用下发生的回复和再结晶过程称为动态回复和动态再结晶冷加工、温加工、热加工:与再结晶温度以及室温比较加工硬化:金属冷变形过程中,流变应力随应变的增加而增加的现象称为加工硬化;应变时效:第一次拉伸后,马上进行第二次拉伸,拉伸曲线上不会出现屈服阶段。
但第一次拉伸后的低碳钢试样在室温下放置一段时间后,再进行第二次拉伸,拉伸曲线又出现屈服阶段,且屈服强度比第一次要高的现象称为应变时效。
上坡扩散:低浓度向高浓度的扩散过程,扩散结果会使固溶体合金分解为合金元素含量高和合金元素含量低的两种成分不同、结构相同的组织状态柯肯达尔效应:两种扩散速率不同的金属在扩散过程中会形成缺陷P315(无明确定义)反应扩散:通过扩散而形成新相的现象。
二、简答或问答1.刃型位错和螺型位错的特点。
教材P81 P822.。
3.割阶和扭折的特点;位错的滑移和攀移的特点。
教材P99-100;P87-883.层错能与扩展位错和交滑移的关系。
层错能较大,不易形成扩展位错,较小,则易形成扩展位错在金属中,层错能越低,层错宽度越大,就越不容易产生束集,越难产生交滑移。
4.大角晶界、晶界非平衡偏聚、晶界能对材料性能的影响。
5.滑移与孪生的相同点与不同点。
教材P339-3406.(7.BCC和FCC单晶体的主要滑移系有哪些BCC {110}<111> FCC{111}<110>7.多相固溶体合金中弥散第二相对材料的性能有何影响这类合金中均匀、弥散分布的第二相通过与位错的作用等机制能够产生显著的强化作用,使合金获得良好的综合力学性能,强度很高,塑性也好。
P3488.冷变形金属在加热时进行回复与再结晶的驱动力是什么随后的晶粒长大的驱动力是什么回复和再结晶的驱动力:畸变能(冷变形时的储能) 长大的驱动力:界面能和界面曲率9.户外用的架空铜导线(要求一定的强度)和户内电灯用花线,加工之后它们的最终热处理工艺是什么户外用:回复退火,消除应力,保留强度户内用:再结晶退火,软化金属,降低电阻率。
10.~11.金属和合金在冷塑性变形过程中组织和性能的变化。
金属和合金在冷塑性变形过程中发生的组织和性能的变化主要有晶粒被拉长,形成纤维组织,冷变形程度很高时,位错密度增高,形成位错缠结和胞状组织,发生加工硬化,变形金属中出现残余应力,金属在单向塑性变形时出现变形织构。
11.什么是屈服,产生的原因是什么屈服:材料在拉伸或压缩过程中,应力超过弹性极限后,变形增加较快,材料失去抵抗变形的能力,当应力增加到一定值时,应力虽不增加(微小范围内波动),而变形却急速增加的现象,称为屈服。
产生原因:屈服现象是由溶质原子与位错交互作用产生气团产生的,在外力作用下使位错挣脱溶质原子的钉扎,材料出现屈服现象。
12.分析多晶体金属的变形过程及影响多晶体金属变形的因素。
(教材P343-344)要点:多晶体金属的变形过程中每个晶粒的变形主要是滑移,还可能出现孪生和扭折,需要开动多个滑移系,出现交滑移,由于晶界的影响还有位向差效应和晶界的阻滞效应;影响因素主要有晶粒大小、变形温度、变形速度。
13..14.单晶体和多晶体在冷塑性变形中的变形特点。
书上有... 我就不打了...14.影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素,怎么获得尺寸细小的再结晶晶粒影响因素:变形程度、杂质及合金元素、第二相粒子、原始晶粒大小、加热时间和加热速度。
预先冷变形度小于临界变形度,严格控制退火保温时间和提高加热速度,加入合金元素及第二相 P38115.金属冷变形程度的大小对再结晶晶粒尺寸的影响。
冷变形度很小的时候不发生再结晶,晶粒尺寸基本保持不变,在临界变形度附近再结晶晶粒特别粗大,超过临界变形度后随变形度增大,晶粒尺寸减少,在很大变形度下,加热温度偏高,少数晶粒发生二次再结晶使部分晶粒粗化。
16层错能对金属热塑性变形的影响。
*要点:高层错能金属热塑性变形主要通过回复软化,低层错能金属热塑性变形主要通过再结晶软化,其应力-应变曲线有不同特点。
P383-384层错能高的金属,如铝、α-铁以及一些密排六方结构金属(Zn、Sn),由于交滑移容易进行,在热变形中动态回复是其软化的主要方式,动态回复所引起的软化过程是通过刃位错的攀移、螺位错的交滑移,使异号位错相互抵消,位错密度降低的结果。
层错能高是决定动态回复进行的充分的关键。
层错能低的金属,由于它们的扩展位错很宽,难于从节点和位错网络中解脱出来,也难于通过交滑移金和攀移而与异号位错相互抵消,动态回复进行的很慢,亚组织中位错密度较高,剩余的储能足以引起再结晶,因此这类金属在热加工时,有利于发生动态再结晶。
17.提高金属、固溶体合金和复合材料强度的途径有哪些要点:细晶强化、加工硬化、固溶强化、沉淀强化、弥散强化等。
18.稳态扩散方程和非稳态扩散方程的表达式,影响扩散系数的主要因素有哪些P307-312影响因素:温度、晶体缺陷、晶体结构、固溶体类型、扩散元素性质、扩散组元浓度、第三元素(杂质)。
19.,20.材料扩散的途径有哪些固体材料中原子扩散驱动力是什么表面扩散、晶界扩散、体积扩散。
组元的化学势梯度20.原子扩散在材料中的作用。
要点:液态金属的凝固、成分的均匀化、扩散型固态相变、表面化学热处理、氧化与脱碳、粉末烧结、高温蠕变等。
原子扩散在材料中的影响包括晶体凝固时形核、长大;合金的成分过冷;成分均匀化,包晶反应非平衡凝固时保留高温组织的特点,固态相变时的形核,晶界形核、晶界运动、晶界偏聚、高温蠕变、氧化、焊接、化学热处理(渗C、N等)、粉末冶金、涂层等各方面。
21.位错在金属材料中的作用。
(P116 T11)要点:位错在金属材料中可以起到强化作用,通过位错运动完成塑性变形,合金中位错与溶质原子发生作用形成气团造成屈服现象和应变时效,位错是第二相形核的择优场所,位错影响扩散速度。
三、分析或解答1.在简单立方晶体的(100)面上有一个b= a [001]的螺位错,如果它(a)被(001)面上的b= a [010]刃位错交割,(b)被(001)面上b= a [100]的螺位错交割,试问在这两种情形下每个位错上会形成割阶还是弯折P116课后习题有网上有答案2.带割阶的螺型位错的运动情况。
3.两个伯氏矢量互相垂直的刃型位错的交割分析:4.伯氏矢量互相垂直的刃型位错与螺型位错交截分析:P100》5.试分析在fcc中,下列位错反应能否进行并指出其中三个位错的性质类型反应后生成的新位错能否运动位错反应几何条件:b1+b2 a b c a b c能量条件:因此位错反应能进行。
对照汤姆森四面体,此位错反应相当于<+→(全位错)(肖克莱)(弗兰克)新位错的位错线为和的交线位于(001)面上,且系纯刃型位错。
由于(001)面系fcc非密排面,故不能运动,是固定位错。
6.在fcc晶体中,位错反应]121[6]112[6]101[2aaa+→能否进行若反应前的]101[2a是刃位错,反应后的扩展位错能在哪个晶面上进行何种运动 ...刃位错只能滑移,不能交滑移7.标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数, OC方向、OC方向的晶向指数。
这些晶面与晶向中,那些可构成滑移系指出最容易产生滑移的滑移系。
这个应该不会出吧 = .= 滑移系是{0001}<11-20>>8.铜的熔点为1083℃,在冷变形后的工业纯铜板上取三个试样,第一个试样加热到200℃,第二个试样加热到500℃,第三个试样加热到800℃,各保温一小时,然后空冷。
试画出各试样热处理后的显微组织示意图,说明它们在强度和塑性方面的区别及原因。
要点:200℃变形组织,强度高,塑性低;500℃:再结晶起始形核组织,仍为纤维组织,强度较高,塑性较好;800℃:再结晶组织,强度低,塑性高。
9.低层错能的工业纯铜铸锭采用T=熔点温度热加工开坯轧制。
1)画出该材料分别在高、低应变速率下热加工时的真应力-真应变曲线示意图,并说明影响曲线变化的各种作用机制;2)开坯后该金属在室温下继续进行轧制,画出此时的真应力-真应变曲线示意图,并说明影响曲线变化的机制;3)开坯后该金属要获得硬态、半硬态和软态制品,最后工序中可采用那些方法,为什么10.(11.Fcc单晶体塑性变形分为几个阶段怎样用位错理论解释各个阶段的特点P351-352三个阶段:易滑移阶段、线性硬化阶段、抛物线硬化阶段11.图所示低碳钢的三条拉伸曲线,A、塑性变形;B、去载后立即再行加载;C、去载后时效后再加载。