材料科学与工程基础习题
11页1、1第一章 原子排列与晶体结构1. fcc 结构的密排方向是 ,密排面是 ,密排面的堆垛顺序是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ,把原子视为刚性球时,原子的半径 r 与点阵常数 a 的关系是 ;bcc 结构的密排方向是 ,密排面是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ,原子的半径 r 与点阵常数 a 的关系是 ;hcp 结构的密排方向是 ,密排面是 ,密排面的堆垛顺序是 ,致密度为 ,配位数是 ,,晶胞中原子数为 ,原子的半径 r 与点阵常数 a 的关系是 。2. Al 的点阵常数为 0.4049nm,其结构原子体积是 ,每个晶胞中八面体间隙数为 ,四面体间隙数为 。3. 纯铁冷却时在 912 发生同素异晶转变是从 结构转变为 结构,配位数 ,致密度 ,晶体体积 ,原子半径发生 。4. 在面心立方晶胞中画出 )( 21晶面和 1晶向,指出110中位于(111)平面上的方向。在 hcp 晶胞的(0001)面上标出 )( 02晶面和 012晶向。5. 求 1和 20两晶向所决定的晶面。6 在铅的(100)平面上,1mm 2 有多少原子?已知铅为 fcc 面心立方结构,其原子半
2、径R=0.17510-6mm。第二章 合金相结构一、 填空1) 随着溶质浓度的增大,单相固溶体合金的强度 ,塑性 ,导电性 ,形成间隙固溶体时,固溶体的点阵常数 。2) 影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是(1) ;(2) ;(3) ;(4) 和环境因素。3) 置换式固溶体的不均匀性主要表现为 和 。4) 按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分,固溶体可分为 和 。5) 无序固溶体转变为有序固溶体时,合金性能变化的一般规律是强度和硬度 ,塑性 ,导电性 。6)间隙固溶体是 ,间隙化合物是 。二、问答1、 分析氢,氮,碳,硼在 -Fe 和 -Fe 中形成固溶体的类型,进入点阵中的位置和固溶度大小。已知元素的原子半径如下:氢:0.046nm ,氮:0.071nm ,碳:0.077nm,硼:0.091nm,-Fe:0.124nm,-Fe :0.126nm。2、简述形成有序固溶体的必要条件。第三章 纯金属的凝固1. 填空1. 在液态纯金属中进行均质形核时,需要 起伏和 起伏。2 液态金属均质形核时,体系自由能的变化包括两部分,其中 自由能是形核的阻力, 是形核的动力;临界晶核半径 rK 与过冷度
3、T 关系为 ,临界形核功 G K 等于 。3 动态过冷度是指 。4 在工厂生产条件下,过冷度增大,则临界晶核半径 ,金属结晶冷却速度越快,N/G 比值 ,晶粒越 。5. 获得非晶合金的基本方法是 。二、 问答21 根据凝固理论,试述细化晶粒的基本途径。2 试根据凝固理论,分析通常铸锭组织的特点。3 简述液态金属结晶时,过冷度与临界晶核半径,形核功及形核率的关系。4 铜的熔点 Tm=1356K,熔化热 Hm=1628J/cm2,=17710 7 J/cm,点阵常数a=0.3615nm。求铜 T=100 时均匀形核的临界核心半径。5:何谓过冷,过冷度,动态过冷度,它们对结晶过程有何影响?6 根据冷却速度对金属凝固后组织的影响,现要获得微晶,非晶,亚稳相,请指出其凝固时如何控制。7、简述纯金属凝固时润湿角 、杂质颗粒的晶体结构和表面形态对异质形核的影响。第四章 二元合金相图与合金凝固一、填空1. 固溶体合金凝固时,除了需要结构起伏和能量起伏外,还要有 起伏。2. 按液固界面微观结构,界面可分为 和 。3. 液态金属凝固时,粗糙界面晶体的长大机制是 ,光滑界面晶体的长大机制是 和 。4 在一般
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