材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題庫第一章-晶體結(jié)構(gòu)

1、（一）填空題1同非金屬相比，金屬的主要特性是 2晶體與非晶體的最根本區(qū)別是 3金屬晶體中常見的點缺陷是 ，最主要的面缺陷是 。4位錯密度是指 ，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 。5表示晶體中原子排列形式的空間格子叫做 ，而晶胞是指6在常見金屬晶格中，原子排列最密的晶向，體心立方晶格是 ，而面心立方晶格是 。7晶體在不同晶向上的性能是 ，這就是單晶體的 現(xiàn)象。一般結(jié)構(gòu)用金屬為 晶體，在各個方向上性能 ，這就是實際金屬的 現(xiàn)象。8實際金屬存在有 、 和 三種缺陷。位錯是 缺陷。實際晶體的強(qiáng)度比理想晶體的強(qiáng)度 得多。9常溫下使用的金屬材料以 晶粒為好。而高溫下使用的金屬材料在一定范圍內(nèi)以 晶粒為好。 10金屬常見的

2、晶格類型是 、 、 。11在立方晶格中，各點坐標(biāo)為： A （1，0，1），B （0，1，1），C（1，1，1/2） ，D（1/2 ,1,1/2），那么AB晶向指數(shù)為 ,0（晶向指數(shù)為,0E晶向指數(shù)為。1 2銅是 結(jié)構(gòu)的金屬，它的最密排面是 若銅的晶格常數(shù)a=0.36nm,那么最密排面上原子間距為。13 a -Fe、丫 -Fe、Al、Cu、Ni、Pb Cr、V、Mg Zn中屬于體心立方晶格的有 ,屬于面心立方晶格的有 ,屬于密排六方晶格的有314. 已知Cu的原子直徑為0. 256nm那么銅的晶格常數(shù)為 。 1mnCu中的原子數(shù)為 。15. 晶面通過 （0,0,0）、（1/2、1/4、0）和（1

3、/2,0,1/2）三點,這個晶面的晶面指數(shù)為 （）16. 在立方晶系中，某晶面在x軸上的截距為2,在y軸上的截距為1/2 ;與z軸平行,則該晶面指數(shù)為 .17. 金屬具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性和金屬光澤主要是因為金屬原子具有 的結(jié)合方式。18. 同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變是指 。純鐵在 溫度發(fā)生 和 多晶型轉(zhuǎn)變。19. 在常溫下鐵的原子直徑為0. 256nn,那么鐵的晶格常數(shù)為 。20. 金屬原子結(jié)構(gòu)的特點是 。_21. 物質(zhì)的原子間結(jié)合鍵主要包括 、 和 三種。22. 大部分陶瓷材料的結(jié)合鍵為 。23. 高分子材料的結(jié)合鍵是 。25.位錯線與柏氏矢量垂直,該位錯為 ,位錯線與柏氏矢量平行時為位錯。26

4、無限固溶體永遠(yuǎn)是 ；間隙固溶體永遠(yuǎn)是 。27位錯線在晶體內(nèi)部可以 ，可以形成 ，但不可以中止于。28影響置換固溶體溶解度的因素主要有 。_29在面心立方結(jié)構(gòu)的單胞中， 碳原子可以存在位置的坐標(biāo)是 ，單位晶胞內(nèi)最多能有 個碳原子可以溶入單胞內(nèi)。30間隙相和間隙化合物都是由原子半徑較小的非金屬元素和過渡族元素組成， 它們的主要區(qū)別是 。31刃型位錯在切應(yīng)力的作用下可以進(jìn)行 運動；在垂直于半原子面的正應(yīng)力的作用下可以進(jìn)行 ，即半原子面的 和運動；正攀移機(jī)制是，負(fù)攀移機(jī)制為 。32.在切應(yīng)力的作用下，當(dāng)位錯在晶體中滑移運動時，刃位錯運動方向與 b方向 ,與T方向，與位錯線；螺型位錯線的運動方向與 b,

5、與T方向，與位錯線方向 。( 二 ) 判斷題1. 因為單晶體具有各向異性的特征，所以實際應(yīng)用的金屬晶體在各個方向上的 性能也是不相同的。 ( )2. 金屬多晶體是由許多結(jié)晶位向相同的單晶體所構(gòu)成。( )3. 因為面心立方晶體與密排六方晶體的配位數(shù)相同，所以它們的原子排列密集 程度也相同。 ( )4. 體心立方晶格中最密原子面是111。()5. 金屬理想晶體的強(qiáng)度比實際晶體的強(qiáng)度高得多。6. 金屬面心立方晶格的致密度比體心立方晶格的致密度高。( )7. 實際金屬在不同方向上的性能是不一樣的。( )8純鐵加熱到912C時將發(fā)生a -Fe向丫 -Fe的轉(zhuǎn)變，體積會發(fā)生膨脹。()9. 面心立方晶格中最

6、密的原子面是 <111，原子排列最密的方向也是 <111>。 ( )10. 在室溫下，金屬的晶粒越細(xì)，則其強(qiáng)度愈高和塑性愈低。( )11 .純鐵只可能是體心立方結(jié)構(gòu)，而銅只可能是面心立方結(jié)構(gòu)。 ( )12. 實際金屬中存在著點、 線和面缺陷， 從而使得金屬的強(qiáng)度和硬度均下降。 ( )13. 金屬具有美麗的金屬光澤， 而非金屬則無此光澤， 這是金屬與非金屬的根本 區(qū)別。 ( )14. 正的電阻溫度系數(shù)就是指電阻隨溫度的升高而增大。( )15. 多晶體是由多個取向不同的單晶體拼湊而成的。( )16. 晶胞是從晶格中任意截取的一個小單元。( )17 從熱力學(xué)上講，所有的晶體缺陷都使

7、畸變能升高，即都是非平衡態(tài)。 ( )18 從熱力學(xué)上講， 理想晶體沒有晶體缺陷， 即沒有晶格畸變能， 即為平衡狀態(tài)。( )19.晶體中原子偏離平衡位置， 就會使晶體的能量升高， 因此能增加晶體的強(qiáng)度。( )( 三 ) 選擇題1. 正的電阻溫度系數(shù)是指 A.隨溫度增高導(dǎo)電性增大的現(xiàn)象 B 隨溫度降低電阻下降的現(xiàn)象C隨溫度升高電阻減少的現(xiàn)象 D 隨溫度降低電阻升高的現(xiàn)象2金屬鍵的一個基本特征是 A.沒有方向性B 具有飽和性C具有擇優(yōu)取向性D.沒有傳導(dǎo)性3晶體中的位錯屬于 A.體缺陷B點缺陷C面缺陷D .線缺陷4.亞晶界的結(jié)構(gòu)是 A.由點缺陷堆集而成B由位錯垂直排列成位錯墻面構(gòu)成C 由晶界間的相互作

8、用構(gòu)成 D 由雜質(zhì)和空位混合組成5. 多晶體具有 A.各向同性B各向異性C偽各向同性D偽各向異性6. 在面心立方晶格中，原子線密度最大的晶向是 A. <100> B <110> C . <111> D. <112>7. 在體心立方晶格中，原子面密度最小的晶面是 A. <100 B 110 C 111 D 1128. 金屬原子的結(jié)合方式是 A.離子鍵B共價鍵C金屬鍵D分子鍵9. 晶態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)特征是 （ ）A.近程有序排列B遠(yuǎn)程有序排C完全無序排列D部分有序排列（ 四） 改錯題1. 面心立方晶格的致密度為 0. 68。2. 丫 -Fe在912

9、C轉(zhuǎn)變?yōu)閍-Fe時體積收縮約1%。這是因為丫 -Fe的晶格常數(shù)大于a-Fe的晶格常數(shù)。3. 實際金屬缺陷越多，則其強(qiáng)度硬度越低。4. 常溫下，金屬材料的晶粒越細(xì)小時，其強(qiáng)度硬度越高，塑性韌性越低。5. 體心立方晶格的最密排面是 <100面。（ 五 ） 問答題1. 試用金屬鍵的結(jié)合方式，解釋金屬具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、塑性和金屬 光澤等基本特性 .2. 實際金屬晶體中存在哪些晶體缺陷，它們對金屬的性能有什么影響?3. 實際晶體與理想晶體有何不同 ?4. 簡述晶界的結(jié)構(gòu)及特性？5. 非晶體的結(jié)構(gòu)有何特點 ?性能怎樣 ?6何謂同素異構(gòu)現(xiàn)象？試以Fe為例闡述之。試分析丫 -Fe向a -Fe的體

10、積變化情況。 （ 六 ） 作圖題1. 分別畫出面心立方和體心立方晶格中的（110）晶面的原子平面排列圖，并由圖 中找出原子半徑與晶格常數(shù)之間的關(guān)系。2. 畫出體心立方、面心立方晶格中原子最密的晶面和晶向，寫出它們的晶面指數(shù)和晶向指數(shù)，并求出其單位面積和單位長度上的原子數(shù)。3 .標(biāo)出圖2 1中給定的晶面指數(shù)與晶向指數(shù)：晶面 00 A A、00 B' B OO C' C、OABC AA C C AA D' D; 晶向 OA OB OC OD OC、OD。圖2 14. 作圖表示出立方晶系的（123）、（ 0）、（ 421）晶面和02、11、346 晶向。5. 作圖表示出六方晶

11、系的101和110晶面族所包括的晶面。（七）計算題31. 已知銅原子直徑為0. 256nm試計算Imm銅中的原子數(shù)。2 .已知鐵的原子量為55.85 , 1g鐵有多少個原子？計算它們在室溫和1000時各 有多少個晶胞？3. 試計算體心立方晶格的100、110、111晶面的原子面密度和100、110、 111晶向的原子線密度，并指出其中最密面和最密方向。（八）思考題1. 在立方晶胞內(nèi)，繪出111晶面族所包括的晶面。32. 已知鈦在20r時，具有密排六方晶胞的體積是0. 16nm，其軸比c/a= 1. 59。求a與c的值和鈦在晶胞底面中的原子半徑是多少 ？3. 立方晶系的各111晶面構(gòu)成一個八面體

12、，試作圖畫出該八面體，并注出這些 具體晶面的指數(shù)。4. 已知面心立方晶格的晶格常數(shù)為a,試求出（100）、（ 110）和（111）晶面 的面間距，并指出面間距最大的晶面。5體心立方晶格的晶格常數(shù)為a,試求出（100）、（ 110）和（111）晶面的面 間距，并指出面間距最大的面。6說明間隙固溶體和間隙化合物的異同點。7常見的金屬化合物有哪幾類？它們各有何特點？ Mg2Si、MnS、Fe3C、VC、Cu31Sn8 等是哪種類型的化合物？8作圖說明一個面心立方結(jié)構(gòu)相當(dāng)于體心正方結(jié)構(gòu)。 9作圖說明一個面心立方結(jié)構(gòu)相當(dāng)于棱方結(jié)構(gòu)。10銀和鋁都具有面心立方點陣，且原子尺寸很接近（dAg=2.882?,dAI=2.856?）, 但他們在固態(tài)下卻不能無限互溶，試解釋其原因。11在一個簡單立方的二維晶體中， 畫出一個正刃型位錯和一個負(fù)刃型位錯， 并（ 1）用柏氏回路求出正、負(fù)刃型位錯的柏氏矢量；（ 2）若將正、負(fù)刃型位錯反向時，其柏氏矢量是否也隨之反向；（ 3）具體寫出該柏氏矢量的大小和方向；（ 4）求出此兩位錯的柏氏矢量和。 12用作圖法證明柏氏矢量與回路起點的選擇及回路的具體途徑無關(guān)。 13在晶體中有一平面環(huán)狀位錯線， 請問此位錯環(huán)能否各部分都是刃型位錯？或 各部分都是螺型位錯？為什么？14.碳可以溶入鐵中而形成間隙固溶體，