自编教材题解.docVIP

自编教材第二章作业题解 纯金属晶体中的主要缺陷有哪几种？这些点缺陷对金属的结构和性能有哪些影响？ 设铜中空位周围原子的振动频率为1013s-1，Em为0.15γTM10-18J，exp(Sm/k)约为1，试计算在700K和室温(27)时空位的迁移频率。在铁中形成1mol空位的能量为10KJ。将纯铁加热到850K后激至室温（20℃），假如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浓度的比值。 解：,取A=1 若H原子正好能填入a-Fe的间隙位置，而如果每200个铁原子伴随着一个H原子，试求理论的和平均的密度与致密度(已知a-Fe ??a=0.286nm，rFe=0.1241nm， rH=0.036nm)。 MgO的密度为3.58g/cm3，其晶格常数为0.42nm，试求每个MgO单位晶胞内所含的肖托基缺陷之数目。 因为NiO具有NaCl型结构，CN=6，且，故可视为为10%时母体的NaCl型结构不变，因此 由于美单位晶胞含有4个和4个，故中含有氧离子数为 而在此固溶度条件下，每的氧离子同时含有的和的阳离子空位数，所以固溶体中含有阳离子空位数为 画一个方形位错环并在这个平面上画出柏氏矢量及位错线方向，使柏氏矢量平行于位错环的任意一条边，据此指出位错环各线段的性质。（略） 画一个圆形位错环并在这个平面上画出它的柏氏矢量及位错线方向，据此指出位错环各线段的性质。（略） 试说明滑移、攀移及交滑移的条件、过程和结果，并阐述如何确定位错滑移运动的方向。（略） 何谓全位错、单位位错、不全位错？指出几种典型金属晶体中单位位错的柏氏矢量。 （略） 如图-1表示两根纯螺位错，一个含有扭折，而另一个含有割阶。从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为纯刃型位错。a)若图示滑移面为fcc的(111)面，问这两对位错线段中(指割阶和扭折)，哪一对比较容易通过他们自身的滑移而去除？b)解释含有割阶的螺型位错在滑动时是怎样形成空位的。a)由于扭折处于原位错所在滑移面上，在线张力的作用下可通过它们自身的滑移而去除。割阶则不然，它与原位错处于不同的面上，fcc的易滑移面为（111），割阶的存在对原位错的运动必定产生阻力，故也难以通过原位错的滑移来去除。 b)1’2’和3’4’段均为刃型割阶，并且在1’2’的左侧多一排原子面，在3’4’的右侧多一排原子面，若随着位错线0’5’的运动，割阶1’2’向左运动或割阶3’4’向右运动，则沿着这两段割阶所扫过的面积会产生厚度为一个原子层的空间群。 有两个被钉扎住的刃型位错A-B和C-D，他们的长度x相等，且有相同的b大小和方向(图)。每个位错都可看作F-R位错源。?试分析在其增值过程中两者间的交互作用。若能形成一个大的位错源，使其开动的τc多大？若两位错b相反，情况又如何？F-R源若两位错A-B和C-Db相反如图-3所示，在相距为h的滑移面上有两个相互平行的同号刃型位错A、B。试求出位错B滑移通过位错A上面所需的切应力表?达式。 若面心立方晶体中有b=的单位位错以及b=的不全位错，此两位错相遇产生位错反应。 （1）此反应能否进行？为什么？ （2）写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的性质。 解：（1） 反应式为： 验证其能量条件：反应前 反应后 反应前能量＞反应后能量，此反应可进行。 （2）合成位错的柏氏矢量为，该位错垂直于（111）面，是费兰克不全位错（固定位错），不能滑移，只能攀移。 已知金晶体的G=27GPa，且晶体上有一直刃位错b=0.2888nm，试作出此位错所产生的最大分切应力与距离关系图，并计算当距离为时的最大分切应力。当一定时，时， 最大，所以最大的切应力在滑移面上，其值随着与位错距离的增大而减小，即，如图所示。 若，则 设面心立方晶体中（111）为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为。注应为 在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算其大小。 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，并写出此二位错的晶向指数。 解：（1) 引起滑移的单位位错的柏氏矢量b=,即沿着滑移方向上相邻两个原子间的连线所表示的矢量.其大小为 （2）引起该滑移的刃型位错的位错线方向 位错线位于滑移面()上,设位错线的方向为,则有u+v+w=0; 位错线与柏氏矢量b垂直,即与垂直,则有u-w=0.由以上两式得位错线的方向为. 引起该滑移的螺型位错的位错线方向：位错线位于滑移面上,且平行于柏氏矢量b，所以位错线的方向为。 已知面心立方晶体中（111）面上有一柏氏矢量为b=的单位位错，它分解为两个肖克莱不全位错，设晶体的切变模量G=7X1010Nm-2,点阵常数=3X1