【正文】 第七章回復(fù)再結(jié)晶，還有相圖的內(nèi)容。第一章。，繪出以下常見(jiàn)晶向等。{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等價(jià)晶面。試求鎂單位晶胞的體積。已知Mg的密度，原子半徑r=。=，試問(wèn)：1)當(dāng)CN=4時(shí)，其半徑為多少？2)當(dāng)CN=8時(shí)，其半徑為多少？6.試問(wèn)：在銅（fcc,a=）的100方向及鐵(bcc,a=)的100方向,原子的線密度為多少？，其原子半徑為。試確定在鎳的（100），（110）及（111）平面上1中各有多少個(gè)原子。8.試問(wèn)：1)1中有多少個(gè)硅原子（與氧原子）？2)，其堆積密度為多少（假設(shè)原子是球形的）？℃時(shí)個(gè)原子中有一個(gè)原子具有足夠能量可在固體內(nèi)移動(dòng)，而在900℃時(shí)個(gè)原子中則只有一個(gè)原子，試求其激活能（J/原子）。℃，然后快速冷卻到20℃。試計(jì)算處理前后空位數(shù)應(yīng)增加多少倍（設(shè)鐵中形成一摩爾空位所需要的能量為104600J）。、下底面。若該滑移面上有一正方形位錯(cuò)環(huán)，如果位錯(cuò)環(huán)的各段分別與滑移面各邊平行，其柏氏矢量b∥AB。1)有人認(rèn)為“此位錯(cuò)環(huán)運(yùn)動(dòng)移出晶體后，滑移面上產(chǎn)生的滑移臺(tái)階應(yīng)為4個(gè)b,試問(wèn)這種看法是否正確？為什么？2)指出位錯(cuò)環(huán)上各段位錯(cuò)線的類(lèi)型，并畫(huà)出位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)出晶體后，滑移方向及滑移量。、下底面。晶體中有一條位錯(cuò)線段在滑移面上并平行AB，段與滑移面垂直。位錯(cuò)的柏氏矢量b與平行而與垂直。試問(wèn)：1)欲使段位錯(cuò)在ABCD滑移面上運(yùn)動(dòng)而不動(dòng)，應(yīng)對(duì)晶體施加怎樣的應(yīng)力？2)在上述應(yīng)力作用下位錯(cuò)線如何運(yùn)動(dòng)？晶體外形如何變化？，位錯(cuò)滑移后的滑移矢量為。1)在晶胞中畫(huà)出柏氏矢量b的方向并計(jì)算出其大小。2)在晶胞中畫(huà)出引起該滑移的刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)的位錯(cuò)線方向，并寫(xiě)出此二位錯(cuò)線的晶向指數(shù)。14. 判斷下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行。1) 2) 3) 4) 15. 若面心立方晶體中有b=的單位位錯(cuò)及b=的不全位錯(cuò)，此二位錯(cuò)相遇產(chǎn)生位錯(cuò)反應(yīng)。1)問(wèn)此反應(yīng)能否進(jìn)行？為什么？2)寫(xiě)出合成位錯(cuò)的柏氏矢量，并說(shuō)明合成位錯(cuò)的類(lèi)型。16.若已知某晶體中位錯(cuò)密度。1)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得FR位錯(cuò)源的平均長(zhǎng)度為，求位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)中FR位錯(cuò)源的數(shù)目。2)計(jì)算具有這種FR位錯(cuò)源的鎳晶體發(fā)生滑移時(shí)所需要的切應(yīng)力。已知Ni的Pa。=，如果對(duì)稱(chēng)傾側(cè)晶界的取向差=1176。及10176。，求晶界上位錯(cuò)之間的距離。從計(jì)算結(jié)果可得到什么結(jié)論？18. 由n個(gè)刃型位錯(cuò)組成亞晶界，176。設(shè)在形成亞晶界之前位錯(cuò)間無(wú)交互作用，試問(wèn)形成亞晶界后，畸變能是原來(lái)的多少倍（設(shè)形成亞晶界后，）？19. 用位錯(cuò)理論證明小角度晶界的晶界能與位向差的關(guān)系為。式中和A為常數(shù)。20.簡(jiǎn)單回答下列各題。1)空間點(diǎn)陣與晶體點(diǎn)陣有何區(qū)別？2)金屬的3種常見(jiàn)晶體結(jié)構(gòu)中，不能作為一種空間點(diǎn)陣的是哪種結(jié)構(gòu)？3)原子半徑與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)晶體結(jié)構(gòu)的配位數(shù)降低時(shí)原子半徑如何變化？4)在晶體中插入柱狀半原子面時(shí)能否形成位錯(cuò)環(huán)？5)計(jì)算位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受力的表達(dá)式為，其中是指什么？6)位錯(cuò)受力后運(yùn)動(dòng)方向處處垂直于位錯(cuò)線，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中是可變的，晶體作相對(duì)滑動(dòng)的方向應(yīng)是什么方向？7)位錯(cuò)線上的割階一般如何形成？8)界面能最低的界面是什么界面？9)“小角度晶界都是由刃型位錯(cuò)排成墻而構(gòu)成的”這種說(shuō)法對(duì)嗎？答案1．。2．3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3個(gè)等價(jià)面。{110}＝(110)十()+(101)+()+(011)+()，共6個(gè)等價(jià)面。{111}＝(111)+()+()+()，共4個(gè)等價(jià)面。共12個(gè)等價(jià)面。4．單位晶胞的體積為VCu＝ nm3(1028m3)5．(1) nm；(2) nm。6．106個(gè)原子/mm。106個(gè)原子/mm。7．l013個(gè)原子/mm2；；1013個(gè)原子/mm2。8．(1) 1028個(gè)矽原子/m3； (2) 。9． 9. 1018/個(gè)原子。10．1014倍。11．(1) 這種看法不正確。在位錯(cuò)環(huán)運(yùn)動(dòng)移出晶體后，滑移面上、下兩部分晶體相對(duì)移動(dòng)的距離是由其柏氏矢量決定的。位錯(cuò)環(huán)的柏氏矢量為b，故其相對(duì)滑移了一個(gè)b的距離。(2) A39。B39。為右螺型位錯(cuò)，C39。D39。為左螺型位錯(cuò)；B39。C39。為正刃型位錯(cuò)，D39。A39。為負(fù)刃型位錯(cuò)。12(。1)應(yīng)沿滑移面上、下兩部分晶體施加一切應(yīng)力τ0，的方向應(yīng)與de位錯(cuò)線平行。(2)在上述切應(yīng)力作用下，位錯(cuò)線de將向左(或右)移動(dòng)，即沿著與位錯(cuò)線de垂直的方向(且在滑移面上)移動(dòng)。在位錯(cuò)線沿滑移面旋轉(zhuǎn)360176。后，在晶體表面沿柏氏矢量方向產(chǎn)生寬度為一個(gè)b的臺(tái)階。13．(1)，其大小為。(2) 。14． (1) 能。幾何條件：∑b前＝∑b后＝；能量條件：∑b前2＝∑b后2＝(2) 不能。能量條件：∑b前2＝∑b后2，兩邊能量相等。(3) 不能。幾何條件：∑b前＝a/6[557]，∑b后＝a/6[11175。1]，不能滿(mǎn)足。(4) 不能。能量條件：∑b前2＝a2 ∑b后2＝，即反應(yīng)后能量升高。15．(1) 能夠進(jìn)行。因?yàn)榧葷M(mǎn)足幾何條件：∑b前＝∑b后＝，又滿(mǎn)足能量條件：∑b前2＝∑b后2＝(2) b合＝；該位錯(cuò)為弗蘭克不全位錯(cuò)。16． (1)假設(shè)晶體中位錯(cuò)線互相纏結(jié)、互相釘扎，則可能存在的位錯(cuò)源數(shù)目個(gè)／Cm3。(2) τNi＝107 Pa。17． 當(dāng)θ＝1176。，D＝14 nm；θ＝10176。，D＝ nm時(shí)，即位錯(cuò)之間僅有5～6個(gè)原子間距，此時(shí)位錯(cuò)密度太大，說(shuō)明當(dāng)θ角較大時(shí)，該模型已不適用。18． (說(shuō)明形成亞晶界后，位錯(cuò)能量降低)。19． 設(shè)小角度晶界的結(jié)構(gòu)由刃型位錯(cuò)排列而成，位錯(cuò)間距為D。晶界的能量γ由位錯(cuò)的能量E構(gòu)成，設(shè)l為位錯(cuò)線的長(zhǎng)度，由位錯(cuò)的能量計(jì)算可知，取R＝D (超過(guò)D的地方，應(yīng)力場(chǎng)相互抵消)，r0＝b和θ＝b/D代入上式可得：式中20． (1)晶體點(diǎn)陣也稱(chēng)晶體結(jié)構(gòu)，是指原子的具體排列；而空間點(diǎn)陣則是忽略了原子的體積，而把它們抽象為純幾何點(diǎn)。(2) 密排六方結(jié)構(gòu)。(3) 原子半徑發(fā)生收縮。這是因?yàn)樵右M量保持自己所占的體積不變或少變 [原子所占體積VA＝原子的體積(4/3πr3+間隙體積]，當(dāng)晶體結(jié)構(gòu)的配位數(shù)減小時(shí)，即發(fā)生間隙體積的增加，若要維持上述方程的平衡，則原子半徑必然發(fā)生收縮。(4) 不能。因?yàn)槲诲e(cuò)環(huán)是通過(guò)環(huán)內(nèi)晶體發(fā)生滑移、環(huán)外晶體不滑移才能形成。(5) 外力在滑移面的滑移方向上的分切應(yīng)力。(6) 始終是柏氏矢量方向。(7) 位錯(cuò)的交割。(8) 共格界面。(9) 否，扭轉(zhuǎn)晶界就由交叉的同號(hào)螺型位錯(cuò)構(gòu)成。第二章1. 說(shuō)明間隙固熔體與間隙化合物有什么異同。？這種排列和結(jié)合鍵有什么關(guān)系？為什么許多有序合金在高溫下變成無(wú)序？,Zn,Sn,Sb等元素在Ag中的固熔度（摩爾分?jǐn)?shù)）極限分別為，，，。試分析其固熔度（摩爾分?jǐn)?shù)）極限差別的原因，并計(jì)算它們?cè)诠倘鄱龋柗謹(jǐn)?shù)）極限時(shí)的電子濃度。、N、C、B在Fe和Fe中形成固熔體的類(lèi)型、存在位置和固溶度（摩爾分?jǐn)?shù)）。各元素的原子半徑如下：，，， nm。，其點(diǎn)陣常數(shù) a=,試計(jì)算其密度（，）。6. ，試由此計(jì)算兩離子的中心距離。（摩爾分?jǐn)?shù)）分別為。已知C、N原子均位于八面體間隙，試分別計(jì)算八面體間隙被C、N原子占據(jù)的百分?jǐn)?shù)。，而間隙固熔體則不能？，鈉離子的中心與下列各離子中心的距離（）。1)最近鄰的正離子；2) 最近鄰的離子；3)次鄰近的離子；4)第三鄰近的離子；5)最鄰近的相同位置。10. 某固熔體中含有氧化鎂為。1) 試問(wèn)之質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？2) ，那么該固溶體的密度為多少？11. 非晶形材料的理論強(qiáng)度經(jīng)計(jì)算為G/6~G/4，其中G為剪切模量。若=，由其彈性性質(zhì)試估計(jì)玻璃（非晶形材料）的理論強(qiáng)度（已知E=70000Mpa）。12. 一陶瓷絕緣體在燒結(jié)后含有1％（以容積為準(zhǔn)）的孔。若在制造過(guò)程中，粉末可以被壓成含有24％的孔，則模子的尺寸應(yīng)該是多少？13. 一有機(jī)化合物，其成分為。試寫(xiě)出可能的化合物名稱(chēng)。14. 畫(huà)出丁醇的4種可能的異構(gòu)體。20. 試述硅酸鹽結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)和類(lèi)型。21. 為什么外界溫度的急劇變化可以使許多陶瓷器件開(kāi)裂或破碎？22. 陶瓷材料中主要結(jié)合鍵是什么？從結(jié)合鍵的角度解釋陶瓷材料所具有的特殊性能。答案1． 。 間隙固溶體與間隙化合物的比較類(lèi) 別間隙固熔體間隙化合物相 同 點(diǎn)一般都是由過(guò)渡族金屬與原子半徑較小的C，N，H，O，B等非金屬元素所組成不同點(diǎn)晶體結(jié)構(gòu)屬于固熔體相，保持熔劑的晶格類(lèi)型屬于金屬化合物相，形成不同于其組元的新點(diǎn)陣表達(dá)式用α、β、γ等表示用化學(xué)分子式MX，M2X等表示機(jī)械性能強(qiáng)度、硬度較低，塑性、韌性好高硬度、高熔點(diǎn)，甥性、韌性差2． 有序固熔體，其中各組元原子分別占據(jù)各自的布拉菲點(diǎn)陣——稱(chēng)為分點(diǎn)陣，整個(gè)固熔體就是由各組元的分點(diǎn)陣組成的復(fù)雜點(diǎn)陣，也叫超點(diǎn)陣或超結(jié)構(gòu)。這種排列和原子之間的結(jié)合能(鍵)有關(guān)。結(jié)合能愈大，原子愈不容易結(jié)合。如果異類(lèi)原子間結(jié)合能小于同類(lèi)原子間結(jié)合能，即EAB (EAA十EBB)/2，則熔質(zhì)原子呈部分有序或完全有序排列。有序化的推動(dòng)力是混合能參量(εm＝εAB－1/2(EAA+EBB))εm 0，而有序化的阻力則是組態(tài)熵；升溫使后者對(duì)于自由能的貢獻(xiàn)(TS)增加，達(dá)到某個(gè)臨界溫度以后，則紊亂無(wú)序的固熔體更為穩(wěn)定，有序固熔體消失，而變成無(wú)序固熔體。3．在原子尺寸因素相近的情況下，上述元素在Ag中的固熔度(摩爾分?jǐn)?shù))受原子價(jià)因素的影響，即價(jià)電子濃度e/a是決定固熔度(摩爾分?jǐn)?shù))的一個(gè)重要因素。它們的原子價(jià)分別為2，3，4，5價(jià)，Ag為1價(jià)，相應(yīng)的極限固熔度時(shí)的電子濃度可用公式c＝ZA(1一xB)＋ZBxB計(jì)算。式中，ZA，ZB分別為A，B組元的價(jià)電子數(shù)；xB為B組元的摩爾分?jǐn)?shù)。上述元素在固溶度(摩爾分?jǐn)?shù))，。4．ΑFe為體心立方點(diǎn)陣，致密度雖然較小，但是它的間隙數(shù)目多且分散，因而間隙半徑很小：r四=，R＝；r八＝，R＝。H，N，C，B等元素熔人。αFe中形成間隙固熔體，由于尺寸因素相差很大，所以固熔度(摩爾分?jǐn)?shù))都很小。例如N在αFe中的固熔度(摩爾分?jǐn)?shù))在590℃時(shí)達(dá)到最大值，約為WN＝，在室溫時(shí)降至WN＝；C在αFe中的固溶度(摩爾分?jǐn)?shù))在727℃時(shí)達(dá)最大值，僅為WC＝，在室溫時(shí)降至WC＝。所以，可以認(rèn)為碳原子在室溫幾乎不熔于αFe中，微量碳原子僅偏聚在位錯(cuò)等晶體缺陷附近。假若碳原子熔入。αFe中時(shí)，它的位置多在αFe的八面體間隙中心，因?yàn)椤＆罠e中的八面體間隙是不對(duì)稱(chēng)的，形為扁八面體，[100]方向上間隙半徑r＝，而在[110]方向上，r＝，當(dāng)碳原子熔入時(shí)只引起一個(gè)方向上的點(diǎn)陣畸變。硼原子較大，熔人間隙更為困難，有時(shí)部分硼原子以置換方式熔人。氫在αFe中的固熔度(摩爾分?jǐn)?shù))也很小，且隨溫度下降時(shí)迅速降低。 以上元素在γFe。中的固熔度(摩爾分?jǐn)?shù))較大一些。這是因?yàn)棣肍e具有面心立方點(diǎn)陣，原子堆積致密，間隙數(shù)目少，故間隙半徑較大：rA＝，R＝；r四＝，R＝ nm。故上述原子熔入時(shí)均處在八面體間隙的中心。如碳在γFe中最大固熔度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為WC＝；氮在γFe中的最大固熔度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))約為WN＝。5．密度ρ