材料科学基础课件思考及习题（第三章 节 ）.pptVIP

思考及习题（第三章）缺陷;;2、由于H原子可填入?-Fe的间隙位置，若每200个Fe原子伴随1个H原子，试求?-Fe的理论密度和实际密度（致密度）。（已知?-Fe的a = 0.286 nm，rFe = 0.1241 nm，rH = 0.036 nm） 根据?-Fe的bcc晶胞结构，容易算出理想晶体的理论密度；对于存在间隙H原子的情况，根据题意，可以认为每个中含有2 x（1/200）个氢原子。;3、在某晶体的扩散实验中发现，在500 oC时，1010个原子中有1个原子具有足够的激活能，可以跳出其平衡位置而进入间隙位置；在600 oC时，此比例会增加到109。 （1）求此跳跃所需要的激活能； （2）在700 oC时，具有足够能量的原子所占的比例为多少？ 题意给出不同温度下，形成间隙原子的几率（浓度），根据间隙原子平衡浓度公式，可以解出激活能（形成能）， 即根据 得到： 解得： lnA= -2.92，E=2.14x10-19(J);4、W在20 oC时，每1023个晶胞中有1个空位，从20 oC升温到1020 oC时，点阵常数膨胀了 (4 x 10-4)%，而密度下降了0.012%，求W的空位形成能和形成熵。（W的晶体结构为bcc） 题意给出20 oC时的空位浓度，如果根据已知条件能够解出1020 oC时的空位浓度，就可以根据空位平衡浓度公式求出形成能。 温度提高时，体积膨胀是由于空位浓度增加和点阵膨胀共同作用的结果；在整个过程中，晶体总质量不变。 即，可以得到总体积膨胀率为： 而点阵常数增大引起的体积变化率为： 以上2者之差即为空位浓度增加而引起的体积变化率（若考虑20 oC时的空位浓度与1020 oC时的相比可忽略） ，可以认为是此温度下的空位浓度，即： 根据20 oC和1020 oC时的浓度，可求解出空位形成能和形成熵。;6、已知铜单晶的点阵常数a = 0.35 nm，切变模量G = 4x104 MPa，有一位错 ，其位错线方向为 ，试计算该位错的应变能。;解：任意确定位错环的正方向，如逆时针方向为位错环的正方向，则随之确定了各点的位错类型及正负。 （1）各段位错线所受力均为 f = ?b，方向垂直于位错线并指向滑移面的未滑移区。 （2）在外力? 和位错线张力T 的作用下，位错环最???在晶体中稳定不动， 此时 故;8、在铝试样中，测得晶粒内部位错密度为 5 x 109 /cm2。假定位错全部集中在亚晶界上，每个亚晶粒的截面均为正六边形（边长为a）。亚晶界倾斜角为 ? = 5o，若位错全部为刃型位错，柏氏矢量大小等于 b = 2 x 10-10 m，试求亚晶界上的位错间距和亚晶的平均尺寸（约等于正六边形边长a）。