材料科学基础作业-2011.docVIP

晶体结构作业题 1、写出立方晶系〈001〉、〈011〉、〈111〉包含的晶向指数。 2、写出立方晶系中晶面族｛010｝、｛011｝、｛111｝包含的晶面指数。 3、fcc晶体最近邻和次次近邻的原子数是多少？ 最近邻12个，次近邻6个，次次近邻24个。 4、计算fcc晶体中晶面族｛001｝、｛011｝、｛111｝的面间距。 d{001}= a/2， d｛011｝= a, d｛111｝ = a/ 5、求金刚石的致密度？ 解：根据金刚石的晶体结构可知： ，d=2r 6、已知Mg是hcp结构，且轴比c/a=1.624，体密度ρv=1.74g/cm^2，问a、c、原子半径r和Mg的致密度各多少？ 解： 7、分别计算CsCl、NaCl、ZnS的理论密度和致密度。 8、C在γ－Feγ－Feρ=14.213g/cm^3，则该合金是什么类型的固溶体？ 解：（1） (2) 因Cu和Au均为fcc结构，单个晶胞的原子数都为4个，与计算得到的原子数接近，故为置换型固溶体。 10、写出Hume—Rothery固溶体定律的内容。 11、fcc的Cu，每500个Cu原子失去一个原子形成空位，晶格常数a=0.3615nm，求Cu的密度、致密度？ 12、H原子在α-Fe的间隙位置，若200个Fe原子伴随一个H原子，求α-Fe的密度与致密度？ 13、MgO密度是3.58g/cm^3，晶格常数a=0.42nm，试求每个MgO晶胞中所含肖特基缺陷数？ 解：设每个MgO晶胞中所含肖特基缺陷数为x个。 X=0.0369 位错作业题 1、若面心立方晶体（Cu）中开动的滑移系为(111)[ 10－1] (1)、若滑移是由刃位错运动引起的，写出位错线的方向。 (2)、若滑移是由螺位错引起的，写出位错线的方向。 解：刃位错的位错线在滑移面上且垂直与柏氏矢量，故 位错线矢量[uvw]([111]=0；且[uvw]([10T]=0, 故位错线矢量[uvw]=[1-21]] 螺位错的位错线//伯氏矢量，故位错线矢量[uvw]=[10T] 2、如图所示为一个简单立方晶体，滑移系统是{100}001。今在（011）面上有一空位片ABCDA，又从晶体上部插入半原子片EFGH，它和（010）面平行，请分析： (1)、分析各段位错的柏氏矢量和位错的性质； (2)、如果沿方向拉伸，分析ABCDA位错的可动性。 解：（1）伯氏矢量应为[010]，AD和BC段为螺型位错，AB和CD段为混合位错； （2）AD和BC段运动 3、指出图中位错环的各段位错线是什么性质的位错？他们在外应力作用下将如何运动？（刃位错）（沿滑移面向晶体四周扩散） 4、在图中所示的晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，其柏氏矢量b平行于AC。 (1)、指出位错环各部分的位错类型。（AC交点处是刃位错，与AC平行处点是螺位错，其余部分是混合位错） (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。（与AC平行） (3)、改为错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？（晶体上下半原子面沿AC线相对错动一个b矢量） 5、简单立方晶体(100)面有1 个b=[ 010 ]的刃位错 (1)、在(001)面有1 个b=[010]的刃位错和它相截，相截后2 个位错产生弯结还是割阶？（割阶） (2)、在(001)面有1 个b=[100]的螺位错和它相截，相截后2 个位错产生弯结还是割阶？（割阶） 6、下图表示在同一直线上有柏氏矢量相同的2 个同号刃位错AB 和CD(位错线长L)，距离为x=3L，他们作F-R 源开动。 (1)、画出这2 个F-R 源增殖时的逐步过程，二者发生交互作用时，会发生什么情况？ (2)、若2 位错是异号位错时，情况又会怎样？ 7、证明面心立方结构中，如果a[100]位错是纯螺位错，下式的反应是可行的：a [110]/2+a[110 ]/2→a[100]。如果是纯刃位错则是不可行的。若a[110]/2 位错滑移运动，上式反应在哪些面上进行?a [－1－1 0]/2→a[－2－1 1]/6+a[－1－2－1]/6，在(111)面上， a [1－1 0]/2→a[2－1－1]/6+a[1－2 1]/6，即领先位错a[－2－1 1]/6、a[2－1－1]/6在滑移面交线处合成为一个新的位错，计算生成位错的l、b，并讨论新生成位错的可动性？ 9、证明交于一点的三条晶界夹角相等，且为120°？ 10、试分析相界上第二相形貌与两面角的关系？ 晶体扩散作业题 1、如图所示，在Ni和Ta中间插入一个0.05cm厚的MgO层作为扩散屏障以阻止Ni和Ta两种金属之间的相互作用。在1400 ℃时，Ni原子能穿过MgO层扩散到Ta中。计算：①、每秒钟通过MgO层的Ni原子数；②、Ni原子层减少的速度v，减少一微米厚度所需的时间是多