西北工业大学《材料科学基础》课后题答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/25 21:08:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1. 有关晶面及晶向附图2.1所示。

2. 见附图2.2所示。

3. {100}=(100)十(010)+(001),共3个等价面。

{110}=(110)十(110)+(101)+(101)+(011)+(011),共6个等价面。

{111}=(111)+(111)+(111)+(111),共4个等价面。

{112}?(112)?(112)?(112)?(112)?(121)?(121) ?(121)?(121)?(211)?(211)?(211)?(211)

共12个等价面。

4. 单位晶胞的体积为VCu=0.14 nm3(或1.4×10-28m3) 5. (1)0.088 nm;(2)0.100 nm。

6. Cu原子的线密度为2.77×106个原子/mm。 Fe原子的线密度为3.50×106个原子/mm。

7. 1.6l×l013个原子/mm2;1.14X1013个原子/mm2;1.86×1013个原子/mm2。 8. (1) 5.29×1028个矽原子/m3; (2) 0.33。 9. 9. 0.4×10-18/个原子。 10. 1.06×1014倍。

11. (1) 这种看法不正确。在位错环运动移出晶体后,滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。位错环的柏氏矢量为b,故其相对滑移了一个b的距离。

(2) A'B'为右螺型位错,C'D'为左螺型位错;B'C'为正刃型位错,D'A'为负刃型位错。位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。

12. (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0,的方向应与de位错线平行。

(2)在上述切应力作用下,位错线de将向左(或右)移动,即沿着与位错线de垂直的方向(且在滑移面上)移动。在位错线沿滑移面旋转360°后,在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b的台阶。

a2[110]|b|?a22,其方向见附图2.4所示。 ,其大小为

13. (1)

b?(2) 位错线方向及指数如附图2.4所示。

a22[111]a2

3314. (1) 能。几何条件:∑b前=∑b后=;能量条件:∑b前=>12a2

∑b后=3

(2) 不能。能量条件:∑b前2=∑b后2,两边能量相等。

(3) 不能。几何条件:∑b前=a/b[557],∑b后=a/b[11ˉ1],不能满足。

32a22 2

(4) 不能。能量条件:∑b前=a < ∑b后=2,即反应后能量升高。

a[111]15. (1) 能够进行。因为既满足几何条件:∑b前=∑b后=3,又满足2212aa22

33能量条件:∑b前=>∑b后= a[111](2) b合=3;该位错为弗兰克不全位错。

16. (1)假设晶体中位错线互相缠结、互相钉扎,则可能存在的位错源数目

n??l?1010~1011个/Cm3。

(2) τ

Ni

=1.95×107 Pa。

17. 当θ=1°,D=14 nm;θ=10°,D=1.4 nm时,即位错之间仅有5~6个原子间距,此时位错密度太大,说明当θ角较大时,该模型已不适用。 18. 畸变能是原来的0.75倍 (说明形成亚晶界后,位错能量降低)。

19. 设小角度晶界的结构由刃型位错排列而成,位错间距为D。晶界的能量

???γ由位错的能量E构成,设l为位错线的长度,由附图2.5可知,DlD Gb2RE?ln?E中心4?(1??)r0由位错的能量计算可知,

取R=D (超过D的地方,应力场相互抵消),r0=b和θ=b/D代入上式可得:

ElEGb2D?=[ln?E中心]b4?(1??)bG?b1?E中心 ?ln???0?(A?ln?)4?(1??)?b

?式中

?0=A?Gb,4?(1??)4?(1??)E中心Gb

20. (1)晶体点阵也称晶体结构,是指原子的具体排列;而空间点阵则是忽略了原子的体积,而把它们抽象为纯几何点。 (2) 密排六方结构。

(3) 原子半径发生收缩。这是因为原子要尽量保持自己所占的体积不变或少变 [原子所占体积VA=原子的体积(4/3πr3+间隙体积],当晶体结构的配位数减小时,即发生间隙体积的增加,若要维持上述方程的平衡,则原子半径必然发生收缩。

(4) 不能。因为位错环是通过环内晶体发生滑移、环外晶体不滑移才能形成。 (5) 外力在滑移面的滑移方向上的分切应力。 (6) 始终是柏氏矢量方向。 (7) 位错的交割。 (8) 共格界面。

(9) 否,扭转晶界就由交叉的同号螺型位错构成。

1. 其比较如附表2.1所示。

附表2.1 间隙固溶体与间隙化合物的比较

类 别 间隙固熔体 间隙化合物