材料科學(xué)基礎(chǔ)a習(xí)題-1答案北理工考研基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料-預(yù)覽頁
【正文】 ，當(dāng)合金組元原子之間的結(jié)合鍵強度高于每個組元各自的原子之間結(jié)合鍵強度時，則將形成有序合金。有一種晶體物質(zhì)，其化學(xué)成分可在一定范圍內(nèi)變化，問是否可以由此判斷該物質(zhì)為中間相或固溶體，為什么？答：不能由此判斷該物質(zhì)為中間相或固溶體，因為固溶體成分可在一定范圍內(nèi)變化，而中間相若形成二次固溶體，其成分也可在一定范圍內(nèi)變化。陶瓷以離子鍵或共價鍵結(jié)合，離子鍵結(jié)合的陶瓷中，同號離子之間具有排斥性，使得離子晶體中離子不能達(dá)到密堆排列；共價鍵具有飽和性和方向性，使得共價鍵晶體中的原子也不能實現(xiàn)密堆排列，故以離子鍵或共價鍵結(jié)合的陶瓷具有較低的密度。若硅氧四面體通過具有較低電價、配位數(shù)較高的正離子鎂氧八面體相連，則將降低正離子配位多面體之間的靜電排斥力，提高晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于在一定點缺陷濃度范圍內(nèi)，熵增△S導(dǎo)致的負(fù)的自由能增量可抵消內(nèi)能增量△U導(dǎo)致的正的自由能增量，由△G=△UT△S，△UT△S可在點缺陷為某濃度時達(dá)到平衡，二者共同作用可使晶體自由能在晶體中存在一定濃度的點缺陷時最低，故點缺陷是熱力學(xué)平衡缺陷。為什么在固溶體中，當(dāng)溶劑、溶質(zhì)原子半徑相差太大時，不能形成置換固溶體？，而當(dāng)溶劑、溶質(zhì)原子半徑相差不大時，不能形成間隙固溶體？答：在固溶體中，當(dāng)溶劑、溶質(zhì)原子半徑相差太大時，以小原子置換大原子造成的晶格畸變高于小原子處于大原子構(gòu)成的晶格間隙中時所造成的晶格畸變，故二者不能形成置換固溶體。如圖，在晶體中的同一滑移面上有兩個柏氏矢量和半徑分別為br1和br2的位錯環(huán)，已知r1＜r2, b1=b2。為什么位錯線總是力圖保持為直線？答：位錯導(dǎo)致晶格畸變，從而具有能量，為使其能量最低，位錯總是盡量保持最短，故其總是力圖保持為直線。（2）一個位錯環(huán)可以各部分都為刃位錯，如當(dāng)柏氏矢量垂直于一個位錯環(huán)時。（2）新位錯能否在（111）面上滑移，為什么？答：（1）設(shè)新形成的位錯柏氏矢量為b=b1+b2=a[]/2，由于b2=a2/2＜b12+b22=a2/2+ a2/2，故過兩個位錯能發(fā)生位錯反應(yīng)。由于層錯面的擴大或縮小來自于肖克萊不全位錯的滑移運動，故溶質(zhì)原子在肖克萊不全位錯處平衡偏聚將阻礙層錯面的擴大或縮小。（2）交割后，哪根位錯線的滑移會變得更加困難，為什么？b1b2位錯線運動方向答：（1）兩個位錯線交割后各自的形狀如下：b2b1（2）交割后，柏氏矢量為b2的位錯線的滑移會變得更加困難。1為什么層錯沒有造成晶格畸變，但卻具有層錯能？答：由于層錯的形成破壞了晶體原子排列的周期性，故其也導(dǎo)致晶體的能量升高，故層錯具有層錯能。晶粒長大需要晶界發(fā)生遷移，而晶界遷移必然破壞溶質(zhì)原子在晶界處平衡偏析所形成的低能態(tài)，故溶質(zhì)原子在晶界處的平衡偏析阻礙晶界的遷移，即阻礙晶粒的長
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