第一章 金属的晶体结构作业 答案

第一章金属的晶体结构

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（ī10），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 ）。

3、判断

1)正的电阻温度系数就是指电阻随温度的升高而增大。（√）

2)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。（×）

3) 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。(× )

4) 在室温下,金属的晶粒越细,则其强度愈高和塑性愈低。(×)

5) 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。 (×)

6)体心立方晶格中最密原子面是｛110｝，原子排列最密的方向也是<111> .（对）

7)面心立方晶格中最密的原子面是｛111}，原子排列最密的方向是<110>。 ( 对 )

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。 ( 错 )

9)晶胞是从晶格中任意截取的一个小单元。(错)

10)纯铁只可能是体心立方结构，而铜只可能是面心立方结构。 (错)

4、选择题

1)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

2)晶态金属的结构特征是（ B ）

A 近程有序排列

B 远程有序排列

C 完全无序排列

D 部分有序排列

3)正的电阻温度系数是指（ 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

4)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。

5）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

6）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

7）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

一、标出下图中给定晶面和晶向的指数。

标出OO′A′A 、OO′B′B 、ODC′的晶面指数和标出给定晶向的指数：B′D、BB′、OD′。

x

z

OO′B′B的晶面指数，求DD′E′E

即可。

截距分别为： -1/2，1/2，∞，倒

数、求整后，得晶面指数为：

（ī 1 0）

二、在立方晶胞中画出以下晶面或晶向：（231）（102）（110）［013］［111］

3、在体心立方晶胞中画出一个最密排方向并标明晶向指数；再画出过该方向的两个不同的低指数(简单)晶面，写出对应的晶面指数。

4、分别画出立方晶系晶胞内的(110)、(112)晶面和（110）、（111)晶向。

X

Y

Z

X

Z

］

5、画出立方晶系中(111)面、(435)面。写出立方晶系空间点阵特征。

立方晶系中(111)面、(435)面如右图所示。

立方晶系空间点阵特征是点阵参数有如下关系：

a =b=c，α=β=γ=90°。也可用具有哪类对称元素表示，

若有四个三次转轴，则对应立方点阵。

三、已知铜原子直径为0.256nm，试计算1mm3铜中的原子数以及Cu的晶格常数。

答： a = 1.414×0.256=0.362 (nm)

1mm3中的原子数为：

1/a3 × 4 = 4/(0.362×10-6)3 = 8.43×1019 (个)

四、已知铁的原子量为55.85，1g铁有多少个原子? 计算1g铁在室温和1000℃时各有多少个晶胞?

答：1g铁原子数：6.023×1023÷55.85=1.08×1022 （个）室温时铁为体心立方结构，单位晶胞中有2个原子，故1g 铁中含5.4×1021个晶胞

1000℃时为面心立方结构，单位晶胞中有4个原子，故1g 铁中含2.7×1021个晶胞

五、Ni的晶体结构为面心立方，其原子半径为r = 0.1243nm，已知Ni的原子量为58.69，试求Ni的晶格常数和密度。

七、问答题

1、简述金属晶体中缺陷的类型