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第一章金属的晶体结构习题答案

2020-06-29 来源:年旅网
第一章 金属的晶体结构

(一)填空题

3.金属晶体中常见的点缺陷是 空位、间隙原子和置换原子 ,最主要的面缺陷是 。 4.位错密度是指 单位体积中所包含的位错线的总长度 ,其数学表达式为L。 V5.表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做 晶格 ,而晶胞是指 从晶格中选取一个能够完全反应晶格特征的最小几何单元 。

6.在常见金属晶格中,原子排列最密的晶向,体心立方晶格是 [111] ,而面心立方晶格是 [110] 。

7 晶体在不同晶向上的性能是 不同的 ,这就是单晶体的 各向异性现象。一般结构用金属为 多 晶体,在各个方向上性能 相同 ,这就是实际金属的 伪等向性 现象。 8 实际金属存在有 点缺陷 、 线缺陷 和 面缺陷 三种缺陷。位错是 线 缺陷。

9.常温下使用的金属材料以 细 晶粒为好。而高温下使用的金属材料在一定范围内以粗 晶粒为好。

10.金属常见的晶格类型是 面心立方、 体心立方 、 密排六方 。

11.在立方晶格中,各点坐标为:A (1,0,1),B (0,1,1),C (1,1,1/2),D(1/2,1,1/2),那么AB晶向指数为[110] ,OC晶向指数为[221] ,OD晶向指数为 [121] 。 12.铜是 面心 结构的金属,它的最密排面是 {111} ,若铜的晶格常数a=,那么

最密排面上原子间距为 。

13 α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn中属于体心立方晶格的有 α-Fe、Cr、V ,

属于面心立方晶格的有 γ-Fe、Al、Cu、Ni、 ,属于密排六方晶格的有 Mg、Zn 。

14.已知Cu的原子直径为0.256nm,那么铜的晶格常数为 。1mmCu中的原子数

为 。

15.晶面通过(0,0,0)、(1/2、1/4、0)和(1/2,0,1/2)三点,这个晶面的晶面指数为 . 16.在立方晶系中,某晶面在x轴上的截距为2,在y轴上的截距为1/2;与z轴平行,则

该晶面指数为 (140) .

17.金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽主要是因为金属原子具有 金属键 的

结合方式。

18.同素异构转变是指 当外部条件(如温度和压强)改变时,金属内部由一种金属内部由

一种晶体结构向另一种晶体结构的转变 。纯铁在 温度发生 和

3

-多晶型转变。

19.在常温下铁的原子直径为0.256nm,那么铁的晶格常数为 。 20.金属原子结构的特点是 。

21.物质的原子间结合键主要包括 离子键 、 共价键 和 金属键 三种。 (二)判断题

1.因为单晶体具有各向异性的特征,所以实际应用的金属晶体在各个方向上的性能也是不相同的。 (N)

2.金属多晶体是由许多结晶位向相同的单晶体所构成。 ( N)

3.因为面心立方晶体与密排六方晶体的配位数相同,所以它们的原子排列密集程度也相同 4.体心立方晶格中最密原子面是{111}。 Y 5.金属理想晶体的强度比实际晶体的强度高得多。N 6.金属面心立方晶格的致密度比体心立方晶格的致密度高。 7.实际金属在不同方向上的性能是不一样的。N

8.纯铁加热到912℃时将发生α-Fe向γ-Fe的转变。 ( Y )

9.面心立方晶格中最密的原子面是111},原子排列最密的方向也是<111>。 ( N ) 10.在室温下,金属的晶粒越细,则其强度愈高和塑性愈低。 ( Y) 11.纯铁只可能是体心立方结构,而铜只可能是面心立方结构。 ( N )

12.实际金属中存在着点、线和面缺陷,从而使得金属的强度和硬度均下降。 ( Y ) 13.金属具有美丽的金属光泽,而非金属则无此光泽,这是金属与非金属的根本区别。N 15.多晶体是由多个取向不同的单晶体拼凑而成的。 16.晶胞是从晶格中任意截取的一个小单元。N

17 从热力学上讲,所有的晶体缺陷都使畸变能升高,即都是非平衡态。Y 18 从热力学上讲,理想晶体没有晶体缺陷,即没有晶格畸变能,即为平衡状态。 19.晶体中原子偏离平衡位置,就会使晶体的能量升高,因此能增加晶体的强度。N (三)选择题

1.正的电阻温度系数是指 B

A.随温度增高导电性增大的现象 B.随温度降低电阻下降的现象 C 随温度升高电阻减少的现象 D.随温度降低电阻升高的现象 2.金属键的一个基本特征是A

A.没有方向性 B.具有饱和性 C 具有择优取向性 D. 没有传导性 3.晶体中的位错属于 D

A.体缺陷 B 点缺陷 C 面缺陷 D.线缺陷 4.亚晶界的结构是

A.由点缺陷堆集而成 B 由位错垂直排列成位错墙面构成 C 由晶界间的相互作用构成 D 由杂质和空位混合组成 5.多晶体具有B

A.各向同性 B 各向异性 C 伪各向同性 D 伪各向异性 6.在面心立方晶格中,原子线密度最大的晶向是B

A.<100> B <110> C.<111> D.<112>

原子线密度 原子线密度:原子的线密度是指某晶向单位长度所包含的原子数。 在体心立方晶格中,大的晶向为<111>;

在面心立方晶格中,大的晶向为<110>。

7.在体心立方晶格中,原子面密度最小的晶面是

A.<100} B {110} C {111} D {112} 8.金属原子的结合方式是金属内部金C

A.离子键 B 共价键 C 金属键 D 分子键 9.晶态金属的结构特征是B

A.近程有序排列 B 远程有序排 C 完全无序排列 D 部分有序排列 (四) 改错题

1.面心立方晶格的致密度为0.68。

2.γ-Fe在912℃转变为a-Fe时体积收缩约1%。这是因为γ-Fe的晶格常数大于a-Fe

的晶格常数。

3.实际金属缺陷越多,则其强度硬度越低。

4.常温下,金属材料的晶粒越细小时,其强度硬度越高,塑性韧性越低。 5.体心立方晶格的最密排面是<100}面。 (五) 问答题

1.试用金属键的结合方式,解释金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽等基

本特性.

2.实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷,它们对金属的性能有什么影响? 3.实际晶体与理想晶体有何不同? 5.简述晶界的结构及特性?

8 何谓同素异构现象?试以Fe为例阐述之。试分析γ-Fe向α-Fe的体积变化情况。 (六) 作图题

2.画出体心立方、面心立方晶格中原子最密的晶面和晶向,写出它们的晶面指数和晶向

指数,并求出其单位面积和单位长度上的原子数。 3.标出图2—1中给定的晶面指数与晶向指数:

晶面OO′A′A、OO′B′B、OO′C′C、OABC、AA′C′C、AA′D′D; 晶向OA、OB、OC、OD、OC′、OD′。

(七) 计算题

1.已知铜原子直径为0.256nm,试计算lmm铜中的原子数。

2.已知铁的原子量为,1g铁有多少个原子?计算它们在室温和1000℃时各有多少个晶胞? (八) 思考题

1.在立方晶胞内,绘出<111}晶面族所包括的晶面。

2.已知钛在20℃时,具有密排六方晶胞的体积是0.16nm,其轴比c/a=1.59。求a

与c的值和钛在晶胞底面中的原子半径是多少?

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