位错习题2012.10
(完整word版)第二章晶体结构缺陷习题答案
第二章晶体结构缺陷1.（错）位错属于线缺陷，因为它的晶格畸变区是一条几何线。
2．（错）螺型位错的柏氏失量与其位错线垂直,刃型位错的柏氏失量与其位错线是平行.3。
（错）肖特基缺陷是由于外来原子进入晶体而产生的缺陷。
4.(错）弗伦克尔缺陷是由于外来原子进入晶体而产生的缺陷。
二选择题1．非化学剂量化合物Zn1+x O中存在 A .A. 填隙阳离子B。
阳离子空位C. 填隙阴离子D. 阴离子空位2. 非化学计量化合物UO2+x中存在 C 。
A. 填隙阳离子B. 阳离子空位C。
填隙阴离子 D. 阴离子空位3．非化学剂量化合物TiO2－x中存在 D 。
A. 填隙阳离子B。
阳离子空位C。
填隙阴离子D。
阴离子空位4.螺型位错的位错线是 A 。
A。
曲线B。
直线C。
折线D。
环形线5．非化学剂量化合物ZnO1－x中存在 D 。
A。
填隙阳离子 B. 阳离子空位C. 填隙阴离子D。
阴离子空位6. 非化学计量化合物UO2+x中存在 C 。
A. 填隙阳离子B. 阳离子空位C. 填隙阴离子D. 阴离子空位三、名词解释1. 弗仑克尔缺陷原子离开其平衡位置二进入附近的间隙位置，在原来位置上留下空位所形成的缺陷，特点是填隙原子与空位总是成对出现。
2．固溶体:物种数:凡在固体条件下，一种组分（溶剂）内“溶解”了其它组分(溶质）而形成的单一、均匀的晶态固体称为固溶体。
四、解答题1．完成下列缺陷方程式,并且写出相应的化学式（1）NaCl 溶入CaCl 2中形成空位型固溶体；（2)CaCl 2溶人NaC1中形成空位型固溶体；解:（1)NaClNa Ca ’+ Cl Cl + V Cl ·Ca 1－x Na x Cl 2－x(2）CaCl 2Ca Na · + 2Cl Cl + V Na ' Na 1－2x Ca X Cl2完成下列缺陷方程式,并且写出相应的化学式(6分)(1)M gCl 2固溶在LiCl 晶体中形成填隙型Li 1－x Mg x Cl 1＋x（2） SrO 固溶在Li 2O 晶体中形成空位型Li 2－2x Sr x O3．写出下列缺陷反应式①。
位错习题
1 在简单立方晶体中有两个位错，它们的柏氏矢量b 和位错的切向t 分别是：位错(1)的b(1)=a[010]，t(1)=[010]；位错(2)的b(2)=a[010]，t(2)=[100]。
指出两个位错的类型以及位错的滑移面。
如果滑移面不是惟一的，说明滑移面所受的限制。
2 . 面心立方单晶体（点阵常数a=0.36 nm ）受拉伸形变，拉伸轴是[001]，拉伸应力为1MPa 。
求b=a[101]/2及t 平行于[121]的位错在滑移和攀移方向所受的力。
3 简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺型位错。
(1)在(001)面有1个b=[010]的刃型位错和它相割，相割后在两个位错上产生弯结还是割阶？(2)在(001)面有一个b=[100]的螺型位错和它相割，相割后在两个位错上产生弯结还是割阶？4 一个位错环能否各部分都是螺位错?能否各部分都是刃位错?为什么?5 请判定下列位错反应能否进行，若能够进行，在晶胞图上做出矢量图。
]001[]111[2]111[2a a a →+]211[6]112[6]110[2a a a +→ 67.简单立方晶体(100)面有1 个b=[ 0 -1 0 ]的刃位错(a)在(001)面有1 个b=[010]的刃位错和它相截，相截后2个位错产生扭折还是割阶？ (b)在(001)面有1 个b=[100]的螺位错和它相截，相截后2个位错产生扭折还是割阶？ 8.简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺位错。
(a)在(001)面有1 个b=[010]的刃位错和它相截，相截后2个位错产生扭折还是割阶？ (b)在(001)面有一个b=[100]的螺位错和它相截，相截后2个位错产生扭折还是割阶？二、填空（1×12＝12分）1.螺位错的滑移矢量与位错线（平行），凡是包含位错线的平面都可以作为它的滑移面。
但实际上，滑移通常是在那些原子（密排）面上进行。
2.两柏氏矢量相互垂直的刃型与螺型位错相交，会在刃型位错上形成（割阶），在螺型位错上形成（扭折）。
第一章 位错理论基习题.ppt
• 从位错的几何结构来看，可将它们分为两种基本类 型：即刃型位错和螺型位错。 不同点：（1）刃型 位错具有一个额外的半原子面，而螺型位错无； （2）刃型位错必须与滑移方向垂直，也垂直与滑 移矢量；而螺型位错线 与滑移矢量平行，且位错线 的移动方向与晶体滑移方向互相垂直。 （3）刃型 位错的滑移线不一定是直线，可以是折线或曲线； 而螺位错的 滑移线一定是直线。 （4）刃位错的滑 移面只有一个，其不能在其他面上进行滑移；而螺 位错 的滑移面不是唯一的。 （5）刃位错周围的点 阵发生弹性畸变，既有切应变，又有正应变；而螺 位错只有切应变而无正应变。 相同点：二者都是线 缺陷。 图略。
程中的哪些现象？
一、选择题
• 1. 晶体中产生一个空位或间隙原子时， _______。 A. 晶体体积V增加了一个原子体积，点阵常 数a不变 B. V和a都有变化，其中一个空位引起的体 积膨胀小于一个原子体积 C. 间隙原子引起的体积膨胀比空位引起的 体积膨胀小
• 2.有两根平行右螺旋位错，各自的能量都为 E1，当他们无限靠近时，总能量为______。 A. 2E1 B. 0 C. 4E1
第一章 位错理论基础
习题课
位错理论基础
点 位位位位位堆
缺
错
错
错
错
错
垛
陷 、的 的 的 与 的 层
线
原
应
运
溶
增
错、
缺
子
力
动
质
殖
位
陷 、模 场 与 原 与 错
面
型
与
晶
子
赛
反
缺
应体的积应
陷
变的有几种？ • 点缺陷与线缺陷会产生那些交互作用？ • 如何观察位错？ • 用晶格缺陷可解释金属塑性变形及加热过
完整word版位错习题解答
1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8 . 9 .练习题m （金属所）简单立方晶体，一个 Volltera过程如下：插入一个（110）半原子面，然后再位移［110］/2，其边缘形成的位错的位错线方向和柏氏矢量是什么？在简单立方晶体中有两个位错，它们的柏氏矢量b和位错的切向t分别是：位错（1）的b(1)=a[010] , t(1)=[010];位错⑵的b(2)=a[010] , t(2)=[ 001 ]。
指出两个位错的类型以及位错的滑移面。
如果滑移面不是惟一的，说明滑移面所受的限制。
以一个圆筒薄壁“半原子面”插入晶体，在圆筒薄壁下侧的圆线是不是位错？写出距位错中心为 R1范围内的位错弹性应变能。
如果弹性应变能为R1范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离 R2为多大？这个结果说明什么？面心立方晶体两个平行的反号刃型位错的滑移面相距50 nm，求它们之间在滑移方向以及攀移方向最大的作用力值以及相对位置。
已知点阵常数a=0.3 nm，切变模量G=7 1010Pa, =0.3。
当存在过饱和空位浓度时，请说明任意取向的位错环都受一个力偶作用，这力偶使位错转动变成纯刃型位错。
面心立方单晶体（点阵常数a=0.36 nm）受拉伸形变，拉伸轴是［001］，拉伸应力为1MPa。
求b=a［ 101 ］/2及t平行于［121 ］的位错在滑移和攀移方向所受的力。
若空位形成能为 73kJ/mol，晶体从1000K淬火至室温（约 300K）, b约为0.3nm,问刃位错受的攀移力有多大？估计位错能否攀移？当位错的柏氏矢量平行 X1轴，证明不论位错线是什么方向，外应力场的对位错产生作用力。
证明在均匀应力场作用下，一个封闭的位错环所受的总力为0。
b, A位错距表面的距离为 l1, B位错距表。
求这两个位错所受的映像力。
33分量都不会10.11.两个平行自由表面的螺位错，柏氏矢量都是面的距离为I2, 12> 11,晶体的弹性模量为12.一个合金系，在某一温度下的fee和hep结构的成分自由能-成分曲线在同一成分有最小值。
中南大学材料科学基础位错课后答案分解
• 在T1=850 ℃ (1123K) 计算C1
• 后激冷至室温可以认为全部空位保留下来，即在
• •
T2=20℃(293K) 计算C2 取A＝1，代入T2，T1及Q，有
C1/C2=6.84672×1013
Q
C1 C2
e kT1 Q
e kT2
Q( 1 1 )
e k T2 T1
3
• 3．计算银晶体接近熔点时多少个结点上会出现一个空位（已知：银的 熔点为960℃，银的空位形成能为1.10eV，1ev＝）?若已知Ag的原子 直径为0.289nm，问空位在晶体中的平均间距。 1eV＝1.602*10-19J
柏氏矢量关系，位错交截后产生“扭折”或“割 阶” • “扭折”可以是刃型、亦可是“螺型”，可随位 错线一道运动，几乎不产生阻力，且它可因位错 线张力而消失 • “割阶”都是刃型位错，有滑移割阶和攀移割阶， 割阶不会因位错线张力而消失，两个相互垂直螺 型位错的交截造成的割节会阻碍位错运动
5
• 5．如图，某晶体的滑移面上 有一柏氏矢量为b的位错环， 并受到一均匀切应力τ。
• 分析该位错环各段位错的结 构类型。
• 求各段位错线所受的力的大 小及方向。
• 在τ的作用下，该位错环将如 何运动？
• 在τ的作用下，若使此位错环 在晶体中稳定不动，其最小 半径应为多大？
6
解答：如图所示位错类型，其 他部位为混合位错
各段位错线所受的力：τ1 ＝τb，方向垂直位错线
刃型
在τ的作用下，位错环扩展
4
2
反应后
b2 a2 (1 4 1) a2 (4 11) a2
36
36
3
• 几何条件和能量条件均能满足
15
材料科学基础课后习题及答案_第三章
第三章答案3-2略。
3-2试述位错的基本类型及其特点。
解：位错主要有两种：刃型位错和螺型位错。
刃型位错特点：滑移方向与位错线垂直，符号⊥，有多余半片原子面。
螺型位错特点：滑移方向与位错线平行，与位错线垂直的面不是平面，呈螺施状，称螺型位错。
3-3非化学计量化合物有何特点？为什么非化学计量化合物都是n型或p型半导体材料？解：非化学计量化合物的特点：非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关；可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体；缺陷浓度与温度有关，这点可以从平衡常数看出；非化学计量化合物都是半导体。
由于负离子缺位和间隙正离子使金属离子过剩产生金属离子过剩（n型）半导体，正离子缺位和间隙负离子使负离子过剩产生负离子过剩（p型）半导体。
3-4影响置换型固溶体和间隙型固溶体形成的因素有哪些？解：影响形成置换型固溶体影响因素：（1）离子尺寸：15%规律：1.（R1-R2）/R1>15%不连续。
2.<15%连续。
3.>40%不能形成固熔体。
（2）离子价：电价相同，形成连续固熔体。
（3）晶体结构因素：基质，杂质结构相同，形成连续固熔体。
（4）场强因素。
（5）电负性：差值小，形成固熔体。
差值大形成化合物。
影响形成间隙型固溶体影响因素：（1）杂质质点大小：即添加的原子愈小，易形成固溶体，反之亦然。
（2）晶体（基质）结构：离子尺寸是与晶体结构的关系密切相关的，在一定程度上来说，结构中间隙的大小起了决定性的作用。
一般晶体中空隙愈大，结构愈疏松，易形成固溶体。
（3）电价因素：外来杂质原子进人间隙时，必然引起晶体结构中电价的不平衡，这时可以通过生成空位，产生部分取代或离子的价态变化来保持电价平衡。
3-5试分析形成固溶体后对晶体性质的影响。
解：影响有：（1）稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生；（2）活化晶格，形成固溶体后，晶格结构有一定畸变，处于高能量的活化状态，有利于进行化学反应；（3）固溶强化，溶质原子的溶入，使固溶体的强度、硬度升高；（4）形成固溶体后对材料物理性质的影响：固溶体的电学、热学、磁学等物理性质也随成分而连续变化，但一般都不是线性关系。
位错习题答案
位错习题答案位错习题答案位错是晶体中晶格的缺陷，它对材料的力学性能和物理性能有着重要的影响。
位错习题是学习材料科学与工程中位错概念和位错运动的重要方式。
下面将给出一些位错习题的答案，帮助读者更好地理解位错的性质和行为。
1. 位错的定义是什么？答：位错是晶体中晶格的缺陷，是晶体中原子排列的一种异常。
它是由于晶体中原子的错位或错配而引起的，可以看作是晶体中的一条线或面。
位错的存在会导致晶体中的原子排列出现错位，从而影响材料的力学性能和物理性能。
2. 位错的分类有哪些？答：位错可以分为线状位错和面状位错两种类型。
线状位错是指晶体中原子排列出现线状缺陷，常见的有边错和螺旋错。
面状位错是指晶体中原子排列出现面状缺陷，常见的有晶格错和堆垛错。
3. 位错的运动方式有哪些？答：位错的运动方式可以分为刃位错的滑移和螺位错的螺旋运动。
刃位错的滑移是指位错沿晶体中某个晶面方向滑动，从而改变晶体中原子的排列。
螺位错的螺旋运动是指位错沿晶体中某个晶面形成螺旋线运动，从而改变晶体中原子的排列。
4. 位错对材料的性能有什么影响？答：位错对材料的性能有着重要的影响。
位错的存在会导致材料的塑性变形，使材料具有较好的可塑性和可加工性。
位错也会影响材料的力学性能，如强度、韧性和硬度等。
此外，位错还会影响材料的电学、热学和磁学性能。
5. 如何通过位错来改变材料的性能？答：通过控制位错的类型和密度，可以改变材料的性能。
增加位错密度可以提高材料的塑性和可加工性，但会降低材料的强度。
减小位错密度可以提高材料的强度和硬度，但会降低材料的可塑性。
此外，通过引入位错可以改变材料的晶体结构，从而影响材料的电学、热学和磁学性能。
6. 位错的观测方法有哪些？答：位错的观测方法主要有透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射等。
透射电子显微镜可以观察到位错的形貌和分布情况，扫描电子显微镜可以观察到位错的表面形貌。
X射线衍射可以通过位错对X射线的散射来确定位错的类型和密度。
位错及界面部分第一次习题答案
位错及界面部分第一次习题答案1 证明位错线不能终止在晶体内部。
解：设有一位错C 终止在晶体内部，如图所示，终点为A。
绕位错C 作一柏氏回路L1，得柏氏矢量b。
现把回路移动到L2 位置，按柏氏回路性质，柏氏回路在完整晶体中移动，它所得的柏氏矢量不会改变，仍为b。
但从另一角度看，L2 内是完整晶体，它对应的柏氏矢量应为0。
这二者是矛盾的，所以这时不可能的。
2 一个位错环能否各部分都是螺位错?能否各部分都是刃位错?为什么?螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，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。
3.错环上各部分位错性质是否相同？通过位错环上各部分位错线与柏氏矢量之间的夹角判断：(1) 若一个位错环的柏氏矢量垂直于位错线上各点位错，则该位错环上各点位错性质相同，均为刃型位错。
(2) 若一个位错环的柏氏矢量平行于位错环所在的平面平行，则有的为纯刃型，有的为纯螺型，有的为混合型。
(3) 若一个位错环的柏氏矢量与位错环所在平面呈一定角度时，位错环上各点均为混合型位错。
4.若面心立方晶体(铜)中开动的滑移系为(111)[101](a)若滑移是由刃位错运动引起的，给出位错线的方向。
(b)若滑移是由螺位错引起的，给出位错线的方向。
解：设位错线方向为[uvw]。
uvw=?=(a)因刃位错线与其柏氏矢量垂直，同时也垂直与滑移面法线，[][111][101][121](b)因螺位错与其柏氏矢量平行，故[uvw]=[101]5．在fcc单晶体中做如下操作获得的是什么位错？柏氏矢量是什么？（1）抽出一个（111）面的一个圆片，然后圆片两侧再重新粘合。
和，切面两侧相对位移a[011]/2。
（2）沿（111）面切开一部分，割面边缘是[011][101]（3）插入(110)半原子面，此面终止在（111）面上解：（1）抽出一个（111）面的一个圆片，然后圆片两侧再重新粘合，相当于把（111）面割开相对向内位移一个（111）面的面间距a[111]/3，然后去掉重合的部分，所以其边缘形成的位错的柏氏矢量是a[111]/3。
材基第三章习题及答案
第三章 作业与习题的解答一、作业：2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol 。
将纯铁加热到850℃后激冷至室温（20℃），假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
(e 31.8=6.8X1013）6、如图2-56，某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b 的位错环，并受到一均匀切应力τ。
（1）分析该位错环各段位错的结构类型。
（2）求各段位错线所受的力的大小及方向。
（3）在τ的作用下，该位错环将如何运动？（4）在τ的作用下，若使此位错环在晶体中稳定不动，其最小半径应为多大？解：（2）位错线受力方向如图，位于位错线所在平面，且于位错垂直。
（3）右手法则（P95）：（注意：大拇指向下，P90图3.8中位错环ABCD 的箭头应是向内，即是位错环压缩）向外扩展（环扩大）。
如果上下分切应力方向转动180度，则位错环压缩。
A B CDττ(4) P103-104： 2sin 2d ϑτdT s b =θRd s =d ； 2/sin 2θϑd d= ∴ τττkGb b kGb b T R ===2 注：k 取0.5时，为P104中式3.19得出的结果。
7、在面心立方晶体中，把两个平行且同号的单位螺型位错从相距100nm 推进到3nm 时需要用多少功（已知晶体点阵常数a=0.3nm,G=7﹡1010Pa ）？ (3100210032ln 22ππGb dr w r Gb ==⎰； 1.8X10-9J ）8、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b=a[010]的刃位错交割。
(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？（（a ）：见P98图3.21， NN ′在（100）面内，为扭折，刃型位错；(b)图3.22，NN ′垂直（100）面，为割阶，刃型位错）9、一个]101[2-=a b 的螺位错在（111）面上运动。
第三章 晶体缺陷习题及作业
（4）求出此两位错的柏氏矢量和。
4、假定有一个b在 [0-10]晶向的刃型位错沿着（100）晶面滑 动，
a)如果有另一个柏氏矢量在[010]方向，沿着（001）晶面上 运动的刃型位错，通过上述位错时该位错将发生扭折还是 割阶？ b)如果有一个b方向为[100]，并在（001）晶面上滑动的螺 型位错通过上述位错，试问它将发生扭折还是割阶？
作业
1 、为什么说空位是热力 学平衡点缺陷？ 2、指出图中ABCDA各个 线段位错线是什么性 质的位错。它们在外 力txy 作用下将如何运 动。 （位错线的方向为顺时针） 图1
b
3、在一个简单立方的二维晶体中，画出一个正刃型位错和一 个负刃型位错。 （1）用柏氏回路求出正、负刃型位错的柏氏矢量； （2）若将正、负刃型位错反向时，其柏氏矢量是否也随之反 （3）具体 移 面 ABCD 平 行 于 晶 体的上下表面，晶体中 有一位错线fed，de段在 滑移面上并平行于AB,ef 段垂直于滑移面，位错 的柏氏矢量b与de平行而 与ef垂直。 （1）欲使de段位错线在 ABCD滑移面上运动而 ef不动，应对晶体施加 怎样的应力？ （2）在上述应力作用下de 段位错线如何运动？晶 体外形如何变化。
5、如图所示立方晶体的滑 移面ABCD平行于晶体 的上下底面，该滑移面 上有一正方形位错环。 如果位错环底各段分别 与滑移面各边平行，其 柏氏矢量b//AB,回答下 列问题： （位错线的 方向为顺时针） （1）认为位错环离开晶 体后，滑移面上产生的 滑移台阶应为4个b,对 吗？为什么？ （2）画出滑移方向.
第一章 位错理论基习题
计算和讨论
• 判断在FCC中下列反应是否能够进行，并确 认在无外力作用下的反应方向。 (1)1/3[112]+1/2[111] 1/6[111] (2)1/6[112]+1/6[110] 1/3[111] (3) 1/2[101] 1/6[211]+1/6[112]
• 2. 试比较位错的滑移与攀移？
• 滑移：刃位错、螺位错；位错扫过滑移面； 体积不变；室温、高温// 攀移：刃位错； 多余半原子面的扩展与收缩；体积变化； 高温
• 3.位错的反应条件为何
• 4 总结位错在材料中的作用。
• 5说明存在于面心立方晶格金属中（111） 面的位错b1=a/2[101]及（111）面的位错 b2=a/2[011]能发生反应的原因；生成位错 的柏氏矢量及位错的属性是什么？
第一章 位错理论基础
习题课
位错理论基础
点 位 缺 错 陷 、 的 线 原 缺 子 陷 、 模 型 面 缺 陷
位 错 的 应 力 场 与 应 变 能
位 错 的 运 动 与 晶 体 的 塑 性
位 错 与 溶 质 原 子 的 交 互
位 错 的 增 殖 与 赛 积
堆 垛 层 错 、 位 错 反 应
常见问题
• 2.有两根平行右螺旋位错，各自的能量都为 E1，当他们无限靠近时，总能量为______。 A. 2E1 B. 0 C. 4E1
• 3. 位错上的割阶一般通过______形成。 A. 孪生 B. 位错的交滑移 C. 位错的交割
二、判断题
• 1. 扩展位错之间常夹有一片层错区，因此 扩展位错是面位错。
• 晶格缺陷有几种？ • 点缺陷与线缺陷会产生那些交互作用？ • 如何观察位错？ • 用晶格缺陷可解释金属塑性变形及加热过 程中的哪些现象？
材基试题
材料科学基础一. 名词解释（4分×5题= 20分）1. 位错：(4分) 已滑移区与未滑移区的分界部分。
2. 马氏体转变：(4分) 同成分、不变平面切变类型的固态转变。
3. 晶体：(4分) 质点（原子、分子或离子）以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体。
4. 形变强化：(4分) 由塑性变形引起的材料强度、硬度升高的现象。
5. 间隙固溶体：(4分) 将外来组元引入晶体结构，占据主晶相间隙位置的一部分，仍保持一个晶相，这种固溶体称为间隙固溶体。
二．填空（30分，每空1分）1. 一个体心立方晶胞中占有的原子数目为2．典型金属的晶体结构有体心立方、面心立方、密排六方。
3．晶界分为小角晶界、大角晶界两类，两个晶粒的位向差小于_ 10度，它们之间的晶界称为小角度晶界。
4．相界面分为共格、半共格、非共格三大类。
5．固态相变按热力学可分为一级相变、二级相变，按原子迁移方式可分为扩散型、切变型，按相变方式可分为有核相变、无6. 板条马氏体显微组织是由许多成群的板条组成，亚结构为_高密度的位错_。
7. 马氏体是C在α-Fe中的过饱和间隙式固溶体。
具有体心立方点阵。
马氏体相变属于___位移型无扩散相变___ 相变。
8．脱溶沉淀包括GP区、θ″相、θ′相、θ相四个过程。
9．晶体材料在力的作用下，主要表现为: 线弹性变形、非线弹性变形、均匀塑性变形、非均匀塑性变形、断裂五个过程。
10.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随时间变化。
11. 原子扩散的驱动力是浓度梯度。
1. 一个体心立方晶胞中占有的原子数目为 2 。
2．典型金属的晶体结构有体心立方、面心立方、密排六方。
3．晶界分为小角晶界、大角晶界两类，两个晶粒的位向差小于_ 10度，它们之间的晶界称为小角度晶界。
4．相界面分为共格、半共格、非共格三大类。
5．固态相变按热力学可分为一级相变、二级相变，按原子迁移方式可分为扩散型、切变型，按相变方式可分为有核相变、无核相变。
大学课件 材基复习题及答案.docx
复习题（下）第六章空位与位错本章的主要内容：晶体中的缺陷，晶体缺陷的分类晶体缺陷的形成点缺陷：点缺陷的种类，点缺陷的形成，点缺陷的运动，点缺陷的平衡浓度，点缺陷对材料性能的影响位错：位错理论的起源：理论切变强度，位错学说位错的观察位错基本类型及特征：刃型位错，螺型位错，混合位错柏氏矢量：确定方法，柏氏矢量的模，实际晶体中的柏氏矢量，柏氏矢量的特性，位错密度外力场中作用在位错线上的力位错运动：滑移，攀移，派一纳力，混合位错的运动位错的弹性性质：直螺错的应力场，直刃错的应力场，混合直位错的应力场位错的应变能及位错线张力位错间的交互作用：两根平行螺位错的交互作用，两根平行刃位错的交互作用，位错的相互交截：螺型位错与螺型位错，刃错与刃错，螺错与刃错位错的塞积位错的增殖实际晶体中的位错：单位位错，堆垛层错，不全位错：肖克莱，弗兰克不全位错位错反应及汤普逊四面体位错与溶质原子的交互作用：弹性交互作用，柯垂尔气团，斯诺克气团，静电交互作用化学交互作用1填空1空位是热力学________________ 的缺陷，而位错是热力学 _____________ 的缺陷。
2fee晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是________________ ；bee晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是__________________ ;hcp晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是________________ ；fcc中Frank位错的柏氏矢量是____________ 。
3—根柏氏矢量b=a/2<110>的扩展位错滑出晶体后，在晶体表面产生的台阶的高度为4在某温度下，晶体中的空位数与点阵数的比值称为____________________ o2g为位错线单位矢量，b为柏氏矢量，则bg =0时为_________________ 位错，b© =b时为________________ 位错，bg =-b时为______________ 位错。
位错及界面部分第二次习题答案
1、面心立方晶体中，把2个b都为[110]a/2且平行的同号螺位错从100nm推近到8nm作功多少?已知a=0.3nm，G=7×1010Pa。
解：两个同号螺位错（单位长度）间的作用力F 与它们之间的距离d 的关系为位错的柏氏矢量，两螺位错从100nm推近到8nm 作功为2、在同一滑移面上有2个互相平行的位错，其中一个位错的柏氏矢量和位错线方向的夹角为θ。
两位错的b大小相等，夹角为30°，这2个位错在滑移面上的相互作用力是否可能为零？已知常用金属材料的柏松比约为1/33、在3个平行的滑移面上有3根平行的刃型位错线A，B，C，其柏氏矢量大小相等，A，B被钉扎不能动，（1）若无其它外力，仅在A，B应力场作用下，位错C向哪个方向运动？（2）指出位错向上述方向运动时，最终在何处停下？答案见习题册P87：3-314、在Fe晶体中同一滑移面上，有3根同号且b相等的直刃型位错线A，B，C受到分剪应力τx的作用，塞积在一个障碍物前，试计算出该3根位错线的间距及障碍物受到的力（已知G=80GPa，τx=200MPa，b=0.248nm）答案见习题册P88：3-365、写出距位错中心为R1 范围内的位错弹性应变能。
如果弹性应变能为R1 范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2 为多大?6、单晶体受拉伸形变，拉伸轴是[001]，应力为σ，求对b=a[ -101]/2 及t 平行于[1-21 ]的位错滑移和攀移方向所受的力。
已知a=0.36nm。
解：单位长度位错线在滑移面上所受的力F 是外加应力场在滑移面滑移方向的分切应力τ与柏氏矢量b 的乘积：F g=τb。
在单向拉伸（应力为σ）的情况，τ= σcosλcosϕ。
因b=a[ -101]/2 及t 平行于[1-21 ]，所以滑移面是(111)，因此，λ是[001] −[-101] 的夹角，ϕ是[001] −[111] 的夹角。
根据第1 题的计算知。
而b 的模为，最后得式中σ的单位为Pa。
晶体缺陷习题及答案解析
晶体缺陷习题及答案解析晶体缺陷习题与答案1 解释以下基本概念肖脱基空位、弗仑克尔空位、刃型位错、螺型位错、混合位错、柏氏矢量、位错密度、位错的滑移、位错的攀移、弗兰克—瑞德源、派—纳力、单位位错、不全位错、堆垛层错、汤普森四面体、位错反应、扩展位错、表面能、界面能、对称倾侧晶界、重合位置点阵、共格界面、失配度、非共格界面、内吸附。
2 指出图中各段位错的性质，并说明刃型位错部分的多余半原子面。
3 如图，某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b 的位错环，并受到一均匀切应力τ。
(1)分析该位错环各段位错的结构类型。
(2)求各段位错线所受的力的大小及方向。
(3)在τ的作用下，该位错环将如何运动?(4)在τ的作用下，若使此位错环在晶体中稳定不动，其最小半径应为多大?4 面心立方晶体中，在(111)面上的单位位错]101[2ab =，在(111)面上分解为两个肖克莱不全位错，请写出该位错反应，并证明所形成的扩展位错的宽度由下式给出πγ242Gb s d ≈(G 切变模量，γ层错能)。
5 已知单位位错]011[2a 能与肖克莱不全位错]112[6a 相结合形成弗兰克不全位错，试说明：（1）新生成的弗兰克不全位错的柏氏矢量。
(2)判定此位错反应能否进行？(3)这个位错为什么称固定位错?6 判定下列位错反应能否进行?若能进行，试在晶胞上作出矢量图。
(1)]001[]111[]111[22a a a→+ (2)]211[]112[]110[662a a a+→ (3)]111[]111[]112[263a a a→+7 试分析在(111)面上运动的柏氏矢量为]101[2ab =的螺位错受阻时，能否通过交滑移转移到(111)，(111)，(111)面中的某个面上继续运动?为什么?8 根据晶粒的位向差及其结构特点，晶界有哪些类型?有何特点属性?9 直接观察铝试样，在晶粒内部位错密度为5×1013/m 2，如果亚晶间的角度为5o ，试估算界面上的位错间距(铝的晶格常数a=2.8×10-10m)。
位错习题2012.10
4、已知某fcc晶体的堆垛层错，γ=0.01J/m2， G=7×1010Pa，a=0.3nm，试确定a/6[11-2]和a/6[2-1-1] 两个不全位错之间的平衡距离。 5、柏氏矢量为a/2[110]的全位错可以在面心立方晶体 的哪些{111}面上存在？试写出该全位错在这些面上分 解为两个a/6<112>不全位错的反应式。 6、试分析在fcc中下述反应能否进行？并指出其中3个 位错的性质类型，反应后生成的新位错能否在滑移面 上运动？ a/2[10-1]+a/6[-121] →a/3[11-1]
7、在面心立方晶体的（111）面上有b=a/2[-110] 的位错，试问该位错的刃型分量及螺型分量应处 于什么方向上？在晶胞中画出它们的方向，并写 出它们的晶向指数。 8、若面心立方晶体中有b=a/2[-101]的全位错和 b=a/6[12-1]的不全位错，此两位错相遇发生位错 反应，试问： （1）此反应能否进行？为什么？
11、在fcc晶体的(-111)面上，全位错的柏氏矢量有哪些？ 如果它们是螺型位错，能在哪些面上滑移和交滑移? 12、面心立方晶体中，在(111)面上的单位位错 a[-110]/2，在(111)面上分解为两个肖克莱不全位错， 请写出该位错反应，并证明所形成的扩展位错的宽度 由下式给出：
2
ds
Gb
位错习题
1、如图所示的两根螺型位错线，一个含有扭折，一个含有割阶， 图上所示的箭头方向为位错线的正方向，扭折部分和割阶部分 都是刃型位错。 （1）若图示滑移面为fcc（111）面，问这两根位错线段中（指 割阶和扭折），哪一根比较容易通过他们自身的滑移而去除？ 为什么？ （2）解释含有割阶的螺型位错在滑动时是怎么样形成空位的？
2
（G切变模量，γ层错能）
应用化学系《材料化学》第3章习题
第二章晶体缺陷1、理解并记忆下列基本概念和术语肖脱基空位，弗仑克尔空位，刃型位错，螺型位错，混合位错，柏氏矢量，位错密度，位错的滑移，位错的攀移，位错的交滑移和双交滑移，单位位错．不全位错，堆垛层错，位错反应．扩展位错，晶界，孪晶，共格界面，非共格界面，错配度2、如图2-1所示的位错环，说明各段位错的性质，并月说明刃位错的半原子面的位置。
图2-13、如图2-2，某晶体的滑移面上有一个柏氏矢量为b的位错环，并受到一个均匀的切应力τ。
试分析：(1)该位错环各段位错的结构类型；(2)求各段位锗线所受力的大小及方向；(3)在τ的作用下，该位错环将要如何运动；(4)在τ的作用下，若该位错环在晶体中稳定不动，其最小半径应该是多大?4.在图4-52所示的晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，其柏氏矢量b平行于AC(位错线方向为逆时针方向)(1)指出位错环各部分的位错类型。
(2)在图中表示出使位错环向外运动所需施加的切应力方向。
(3)该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？6. 在图4-53所示的晶体中有一位错线fed, de段正好处于位错的滑移面上，ef段处于非滑移面上，位错的柏氏矢量b与AB平行而垂直于BC,(1)欲使de段位错线在ABCD滑移面上运动（ef段因处于非滑移面是固定不动的），应对晶体施加怎样的应力？(2）在上述应力作用下de段位错线如何运动，晶体外形如何变化？7.在两个相互垂直的滑移面上各有一条刃型位错线，位错线的柏氏矢量如图4-55a, b所示。
设其中一条位错线AB在切应力作用下发生如图所示的运动，试问交截后两条位错线的形状有何变化？各段位错线的位错类型是什么？(1)交截前两条刃位错的柏氏矢量相互垂直的情况（图a)(2)交截前两条刃位错的柏氏矢量相互平行的情况（图b)8、判定下列位错反应能否进行，若能够进行，试在晶胞图上做出矢量图。
9.柏氏矢量为a/2[110]的全位错可以在面心立方晶体的哪些｛111｝面上存在？试写出该全位错在这些面上分解为两个a/6<112＞分位错的反应式。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
9、在晶体的同一滑移面上有两个半径分别为r1和r2的 位错环，其中r1>r2，它们的柏氏矢量相同，试问在切 应力作用下何者更容易运动？为什么？ 10、判断下列位错反应能否进行？若能进行，试在晶 胞图上作出矢量关系图。 （1）a/2[-1-11]+a/2[111] →a [001] （2）a/2[110] → a/6[12-1] + a/6 [211] （3）a/2[110]→ a/6[112] + a/3 [11-1] （4）a/2[10-1]+a/2[011] →a/2 [110] （5）a/3[112]+a/6[11-1] →a/2 [111]
4、已知某fcc晶体的堆垛层错，γ=0.01J/m2， G=7×1010Pa，a=0.3nm，试确定a/6[11-2]和a/6[2-1-1] 两个不全位错之间的平衡距离。 5、柏氏矢量为a/2[110]的全位错可以在面心立方晶体 的哪些{111}面上存在？试写出该全位错在这些面上分 解为两个a/6<112>不全位错的反应式。 6、试分析在fcc中下述反应能否进行？并指出其中3个 位错的性质类型，反应后生成的新位错能否在滑移面 上运动？ a/2[10-1]+a/6[-121] →a/3[11-1]
2
（G切变模量，γ层错能）
13、在面心立方晶体中，（111）晶面和（11-1）晶 面上分别形成一个扩展位错： (111)晶面：a[10-1]/2→ a[11-2 ]/6 + a[2-1-1]/6 (11-1)晶面：a[011]/2→ a[112 ]/6 + a[-121]/6 试问： (1) 两个扩展位错在各自晶面上滑动时，其领先位错 相遇发生位错反应，求出新位错的柏氏矢量； (2) 用图解说明上述位错反应过程； (3) 分析新位错的组态性质。
7、在面心立方晶体的（111）面上有b=a/2[-110] 的位错，试问该位错的刃型分量及螺型分量应处 于什么方向上？在晶胞中画出它们的方向，并写 出它们的晶向指数。 8、若面心立方晶体中有b=a/2[-101]的全位错和 b=a/6[12-1]的不全位错，此两位错相遇发生位错 反应，试问： （1）此反应能否进行？为什么？
11、在fcc晶体的(-111)面上，全位错的柏氏矢量有哪些？ 如果它们是螺型位错，能在哪些面上滑移和交滑移? 12、面心立方晶体中，在(111)面上的单位位错 a[-110]/2，在(111)面上分解为两个肖克莱不全位错， 请写出该位错反应，并证明所形成的扩展位错的宽度 由下式给出：
2
ds
Gb
位错习题
1、如图所示的两根螺型位错线，一个含有扭折，一个含有割阶， 图上所示的箭头方向为位错线的正方向，扭折部分和割阶部分 都是刃型位错。 （1）若图示滑移面为fcc（111）面，问这两根位错线段中（指 割阶和扭折），哪一根比较容易通过他们自身的滑移而去除？ 为什么？ （2）解释含有割阶的螺型位错在滑动时是怎么样形成空位的？
5 4 b 2
1
5’
3
3’ 4’ 2’ 1’ b
0
0’
2、 设面心立方晶体中的为滑移面，位错滑移后的滑
移矢量为a [11 0 ] /2
（1）在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算出其大小。 （2）在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位 错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数 。
3、 假定某面心立方晶体可以开动的滑移系为 (11 1) [011]， 试回答： （1）写出引起滑移的单位位错的相对矢量。 （2）如果滑移是由纯刃型位错引起的，试指出位错 线的方向。 （3）指出上述情况下，滑移时位错线运动的方向。