材料科学基础3版期末考研题.docx

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1、1章练习题一、选择题1从高分子的重复结构单元的对称性可知，最易结晶的是（）。上海交通大学2006研A.聚丙烯B.聚乙烯C.聚苯乙烯【答案】B2高分子结构单元连接时（）。浙江大学2007研A.链节间通常一二次分子力（范氏力）结合B.链节间的键合有时为饱和共价键（一次键）结合，有时为二次分子力（范氏力等）结合C.大分子间或同一大分子不同链段间仅靠二次分子力（范氏力等）结合【答案】C二、填空题晶体宏观对称要素有（1）、（2）、（3）、（4）和（5）。北京工业大学2007研【答案】（1）对称中心；（2）对称轴；（3）对称面；（4）旋转反伸轴；（5）旋转反映轴三、判断题由于Cr最外层S轨道只有一个电子，

2、所以它属于碱金属。（）北京工业大学2007研【答案】X四、名词解释题1金属键北京工业大学2008研、重庆大学2010研答：金属键是指金属中的自由电子与金属正离子相互作用构成的键。绝大多数的金属均以金属键方式结合，基本特点是电子共有化，既无饱和性又无方向性。2高分子材料与陶瓷材料西安交通大学2009研答：（1）高分子材料是指以有机高分子化合物为基础的材料。而高分子化合物一般是指那些由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在I万以上的化合物。（2）陶瓷材料是用天然或合成化合物经过成形和高温烧结制成的一类无机非金属材料。它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化性等优点。3离子键吉林大学200

3、9研答：离子键是通过两个或多个原子或化学基团失去或获得电子而成为离子后形成的。带相反电荷的离子之间存在静电作用，当两个带相反电荷的离子靠近时，表现为相互吸引，而电子和电子、原子核与原子核之间又存在着静电排斥作用，当静电吸引与静电排斥作用达到平衡时，便形成离子键。因此，离子键是阳离子和阴离子之间由于静电作用所形成的化学键。4共价健北京工业大学2009研答：共价健是指由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键，具有饱和性和方向性。五、解答题1试从结合键的角度讨论般情况下金属材料比陶瓷材料表现出更高塑性或延展性的原因。西安理工大学2009研答：金属材料的化学键以金属键为主，陶瓷材

4、料往往以离子键为主。相对于离子键中电子是一一对应的，金属键中自由电子围绕原子核自由运动，因此价键没有饱和性和方向性，当材料受力而发生相对位移时，电子移动对化学价键并没有破坏，因此金属材料较陶瓷材料具有较好的延展性。2什么是高分子合金？高分子合金的制备方法有哪些？南京航空航天大学2008研答：（1）高分子合金又称多组元聚合物，是指含有两种或多种高分子链的复合体系，包括接枝共聚物、嵌段共聚物，以及各种共混物等。正如由不同金属混合制得合金一样，其目的是通过高分子间的物理、化学组合获得更多样化的高分子材料，使它们具有更高的综合性能，因此把这种高分子复合体系形象地称为高分子合金。（2）高分子合金的制备方

5、法可分为以下几类：加聚反应，包括均加聚反应和共加聚反应；缩聚反应，一种或多种单体互相混合链接成聚合物，同时析出某种低分子物质的反应称为缩聚反应；物理共混法。又称机械共混法，是将不同种类的高分子在混合设备中实现共混的方法，共混过程一般包括混合作用和分散作用；化学共混法，主要有共聚共混法和互穿网络聚合法。3简述高分子链在溶液中的构象。南京航空航天大学2007研答：单个高分子链的模型是无规统计线团。在溶液中，高分子链也卷曲成无规统计线团。但线团所占的体积要比纯高分子线团占有的体积大得多。这是因为这些线团是被溶剂化的，即它们被溶剂所饱和。被线团所吸收的溶剂称为内含溶剂或束缚溶剂。在高分子稀溶液中，除了

6、内含溶剂之外，还有自由溶剂，当然，这两种溶剂可通过扩散而达到稳定的平衡。由此可见，在溶液中高分子以被溶剂饱和的线团形式存在。由于线团中空隙的毛细管力控制着线团内的溶剂，使其成为个整体而跟随线团起运动，也就是说，线团和存在于线团内的溶剂，可以成为一个运动单元。在高分子溶液中除了线团的移动和转动外，还有线团链段的连续运动。其结果是线团的构象不断变化着。其最可能的构象是黄豆状的椭圆体。4试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。昆明理工大学2010研答：从结合键的角度划分，工程材料主要包括：（1）金属材料，主要以金属键为主，大多数金属强度和硬度较高，塑性较好；（2）陶瓷材料，以共价键和离子键为主

7、，硬、脆，不易变形，熔点高；（3）高分子材料，分子内部以共价键为主，分子间为分子键和氢键为主；（4）复合材料，是以上三种基本材料的人工夏合物，结合键种类繁多，性能差异很大。2章练习题一、选择题1体型高分子不可能出现（）。上海交通大学2006研A.玻璃态B.高弹态C.黏流态【答案】C2立方晶体中（110）和（211）面同属（）晶带。华中科技大学2006研A. 110B. 211C.【答案】C3玻璃网络特性的基本结构参数可用桥氧和非桥氧来描述，考虑一玻璃组成为no1.%Na2O,10mo1.%CaO和78mo1.%Si2,则每个氧多面体的平均桥氧和非桥氧数分布为（）。浙江大学2006研A. 0.5

8、6和3.44B. 1.44和1.56C. 3.44和0.56【答案】C【解析】*1,桥氧数V*-*M2J嗯，非桥氧数-a4六方晶系中，和晶面等同的晶面（同族晶面）是（）东南大学2006研A.B.KC.7二D.【答案】D4晶面（Uo）和一所在的晶带，其晶带轴的指数为（）。哈尔滨工业大学2（X）7研A.二B.C.【答案】A二、填空题1晶体的多形性是指“同一成分具有多种结构“，这类晶体的典型例子如：和,或和o南京大学2003研【答案】石墨；金刚石：bcc-Fe；fcc-Fe2可以按旋转轴和旋转反伸轴的轴次和数目将晶体分成立方晶系、三方晶系、四方晶系、和共七个晶系。北京工业大学2009研【答案】六方晶

9、系；正交晶系；单斜晶系；三斜晶系3体心立方结构的单位晶胞原子数为,原子半径为,配位数为,致密度为,它的八面体间隙半径比四面体间隙半径,它的最密排晶向族是,最密排晶面族是o合肥工业大学2006研足【答案】2；.8：0.68；小；110）4间隙相Fe4N为结构，其中N原子位于。江苏大学2005研【答案】面心立方；晶胞内的一个八面体间隙5-Fe单胞中的原子为,致密度,配位数,八面体间隙数为。沈阳大学2009研【答案】2；0.68：8：6三、判断题1对于螺型位错，其柏氏矢量平行于位错线，因此纯螺位错只能是一条直线。（）北京工业大学2007研【答案】2在非晶态固体材料中，原子在三维空间不具备周期性的重复

10、排列，处于完全无序状态。（）北京工业大学2008研【答案】3置换固溶体和间隙固溶体都有可能形成无限固溶体。（）西安工业大学2009研【答案】【解析】只有置换固溶体才有可能形成无限固溶体，而间隙固溶体只能形成固溶度很小的有限固溶体。4密排六方结构是纯金属的基本晶体结构之一，也是布拉菲点阵中的一种。（）西安工业大学2（X）9研【答案】【解析】密排六方结构是纯金属的基本晶体结构之一，但不是布拉菲点阵中的一种，它属于布拉菲点阵中的简单六方结构。四、名词解释题1空间群北京工业大学2007研答：晶体结构中所有对称要素（含微观对称要索）的组合所构成的对称群。2单位平行六面体南京工业大学2009研答：在空间点

11、阵中按选择原则选取的平行六面体，称为单位平行六面体。3正尖晶石结构南京工业大学2009研答：属于立方晶系，其中氧离子可以看成是按立方紧密堆积排列，二价阳离子A填充在八分之一的四面体空隙中，三价阳离子B填充在二分之一的八面体空隙中。4晶带轴定律西安工业大学2009研答：所有平行于同方向的晶面（hk1.）构成,个品带，该方向IUVWJ就称为晶带轴，则有hu+kv+1.w=0,这就是晶带轴定律。5晶体西南交通大学2008研答：晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。晶体有三个特征：晶体有整齐规则的几何外形；晶体有固定的熔点，在熔化过程中，温度始终保持不变；晶体有各向异性的特点，固态物质有晶体

12、与非晶态物质（无定形固体）之分，而无定形固体不具有上述特点。晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，具有长程有序，并成周期性重复排列。非晶体是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体，具有近程有序，但不具有长程有序，如玻璃，外形为无规则形状的固体。6中间相西南交通大学20（）9研答：两组元A和B组成合金时，除了可形成以A为基或以B为基的固溶体外，还可能形成晶体结构与A、B两组元均不相同的新相，由于这些新相在二元相图上的位置总是位于中间，故通常把这些相称为中间相。7超结构燕山大学2005研答：超结构，又称超点阵，是有序固溶体结构的通称。从广义超结构来说是指在一定结构层次基础上形成的高于

13、该结构层次的某种复合结构或变异结构，结构化学中不同体系的超结构有不同的具体内含。有序固溶体的点阵常数与无序固溶体不同，在X射线衍射图上会产生附加的衍射线条，称超结构线，故有序固溶体也称超结构或超点阵。8致密度与配位数江苏大学2006研答：（1）致密度是指晶体结构中原子体积占总体积的百分数，定量地描述晶体中原子排列的紧密程度：（2）配位数是指晶体结构中任一原子周围最邻近且等距离的原子数，定性地描述晶体中原子排列的紧密程度。五、解答题1请分别描述金刚石和刚玉的晶体结构特征。南京航空航天大学2007研答：（1）金刚石是碳的一种结晶形态。金刚石结构不仅限于金刚石。IVA族的aSn、Si和Ge都具有这种

14、结构。在金刚石结构中。每个碳原子的四周有4个相邻的碳原子。构成复杂立方晶体结构。碳原子在晶胞内除按面心立方结构序列之外，在相当于面心立方结构内4个四面体间隙位置处还各有一个碳原子，故每个晶胞的原子数是8。（2）刚玉为天然的a-AbO3单晶体，正负离子的配位数分别为6和4,单位晶胞较大，且结构较复杂，O*的排列大体上为hep结构，其中八面体间隙位置的2/3被AP+的规律地占据，空位均匀分布，这样六层构成一个完整周期，多个周期堆积起来形成刚玉结构。2立方系（X）D标准极图如图2-38所示，当力轴位于P点时，试找出初始滑移系与共挽滑移系，并解释超越现象；当力轴位于011方向时，请写出所有可开始的等效

15、滑移系。请画出力轴位于P点和位于011方向时的应力-应变曲线的示意图，并简要说明之。燕山大学2005研图2-38答：(1)补充立方系(X)D标准极图如图2-39(a)所示。当力轴位于P点时，初始滑移系为？,共挽滑移系为O滑移开始时，初始滑移系首先开动，使力轴向方向靠拢，角减小；当力轴到达(M)I与I1.1.极点连线时，两滑移系同等有利，但由于共挽滑移系开动要与初始滑移系产生的滑移带交割，使滑移阻力增大，因此初始滑移系将继续开动，直到共挽三角形中的点时，初始滑移系才停止。然后共腕滑移系开始启动，同样产生的超越现象，直达112极点。此时两滑移系所处位向完全相同，两滑移系同时开动，转动互相抵消，力轴

16、位向不再变化。(2)当力轴位于011方向时，所有可开始的等效滑移系有：To密排六方晶胞的1/3如图2-3所示。图2-3考虑由JK1.M构成的四面体而=2由于在J、K和M处的原子相互接触，因此JwK=2R=在JHM三角形中（而=（而）?（丽域J=（而Fi）在JK1.等边三角形中解出的长度将，代入，得,()*(f)af4由此解出issa,6337当在CaF2中加入2（）mo1.%的YF3并形成固溶体时，实验测得固溶体的密度为3.64gcn?,这时的晶格参数为a=055nm,通过计算说明蚊种固溶体的类型。（其中原子量分别为Y88.9,Ca40.0,F19.0）南京工业大学2009研答：丫号一丫小R+

17、2F,Ca08Ya2F2.,2YF,2Y+Vca+6FfCa07Y02Fj萤石型晶体结构的单位晶胞内有4个CaF2,p空=3.349c?;p（t1.j=3.65gcm3;P间与实测P（3.64gcm3）相近，所以在该条件下形成的是填隙型固溶体。8写出BCC晶体中的配位数（IV）、致密度（K）、原子半径r与点阵常数a的关系式，在一个BCC晶胞中画出其室温时的一组滑移系并标出密排面与密排方向。西安理工大学2009研答：BCC晶体的配位数为8,致密度为0.68,其中原子半径r与点阵常数a的关系式为：图2-6为体系立方的一组滑移系示意图。图2-63章练习题一、选择题1在面心立方晶体中原子层沿111堆垛

18、时，（）的堆垛称为挛晶。上海交通大学2006研A. ABCACBAB. ABCBCABC. ABABCAB【答案】A2两平行螺型位错，当柏氏矢量同向时，其相互作用力（）。华中科技大学2006研A.为零B.相斥C.相吸【答案】B3弗伦克缺陷是（）。浙江大学2007研A.原子移到表面外新的位置，原来位置则形成空位B.原子离开平衡位置后，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，成对产生C.正、负离子的二元体系，原子移到表面新的位置，原来位置空位成对出现【答案】B4间隙相和离子晶体（）。东南大学2006研A.可以有相同的晶体结构B.可以有相同的空间点阵，但不可能有相同的晶体结构C.可以有相同的晶体结构，但

19、不可能有相同的空间点阵D.既不可能有相同的晶体结构，也不可能有相同的空间点阵【答案】A二、填空题根据界面上原子排列结构不同，可把固体中的相界面分为一、和界面。北京工业大学2008研【答案】共格；非共格；半共格三、判断题以界面能降低为晶粒长大驱动力时，晶界迁移总是向着晶界曲率中心方向。（）北京工业大学2008研【答案】四、名词解释题1交滑移北京理工大学2006研答：在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，这种滑移称为交滑移。发生交滑移时会出现曲折或波纹状的滑移带。最容易发生交滑移的是体心立方金属，因其可以在110112123晶面上滑移，而滑移方向总是111。交滑移产生

20、的难易程度与晶体的层错能有关，层错能高的材料易发生交滑移。交滑移必须是纯螺型位错，因其滑移而不受限制。交滑移对晶体的塑性变形有重要影响。2全位错与不全位错西安交通大学2009研答：全位错是指柏氏矢量等于点阵矢量或其整数倍的位错；不全位错是指柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错。3肖脱基空位北京工业大学2008研答：离位原子迁移到外表面或内界面（如晶界等）处形成的空位称为肖脱基空位。4攀移天津大学2009研答：位错攀移是指刃型位错在晶体内沿着垂直于滑移面方向上的运动。位错攀移是一种扩散过程，借助于空位或质点的扩散与运动，刃型位错向上、向下攀移一定的原子间距。5组分缺陷南京工业大学2009研答：由于

21、不等价离子的掺杂，为了保持晶体的电中性，必然会在晶体结构中产生空位或间隙离子的缺陷，这种缺陷称为“组分缺陷6柯氏气团西安工业大学2009研答：间隙原子与位错线进行弹性交互作用时，间隙原子将在位错线附近聚集，形成小原子集团，称为柯氏气团。7刃型位错重庆大学2010研答：在金属晶体中，由于某种原因，晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面，这个多余的半原子面犹如切入晶体的刀片，刀片的刃口线即为位错线，这种线缺陷称为刃型位错。半原子面在上面的称为正刃型位错，半原子面在下面的称为负刃型位错。8对称倾侧晶界燕山大学2005研答：由一系列柏氏矢量互相平行的同号刃位错垂直排列而成，晶界两边对称，两晶

22、粒位相差很小，是一种最简单的小角度晶界。对称倾斜晶界可看作把晶界两侧晶体互相倾斜的结果，由于相邻两晶粒的位向差。角很小，其晶界可看作由一系列平行的刃型位错所构成，位错间距D与伯氏矢量之间的关系为：9李晶湖南大学2007研答：在切应力作用下，晶体的一部分沿一定的晶面（称为李生面）和晶向（称为李生方向）相对于另一部分晶体作均匀的切变时所产生的变形。挛生变形后，相邻两部分晶体的取向不同，恰好以李生面为对称面形成镜像对称，形成挛晶。10平衡空位浓度南京理工大学2008研答：在晶体中，空位并非固定不变，它处于不断的产生和消失过程中，在晶体中，空位的数量通常用空位浓度衡量，指的是晶体中空位总数和结点总数的

23、比值。根据统计热力学原理，空位浓度决定于温度，一定的温度对应于一定的平衡空位浓度。五、解答题1有如图3-1（a）所示的位错线ABC及柏氏矢量其中AB是极轴位错（不动），MNPQ为位错BC段的滑移面。请分析在切应力的作用下：（1）在图（a）、（b）、（c）、（d）四种情况下，位错BC、BCBC、BC的受力及运动情况；（2）达到动态平衡时，位错线ABC会变成什么形状？（3）位错线在扫动时对晶体的塑性变形会产生什么影响？清华大学2008研(C)(d)图3-1答：（1）位错BC、BCBC、BC的受力及运动情况如图3-2所示，图中V是位错线BC运动方向，同时也是受力方向。b)(O图3-2（2）达到动态平

24、衡时，位错线ABC的形状如图3-3所示。图3-3图34（3）位错线在扫动时对晶体的塑性变形的影响如图3-4所示。2形变挛晶和退火挛晶形成机制有何不同？试说明它们的显微组织特征。江苏大学2006研答：（1）形变李晶也称为机械挛晶，它是在外力作用下晶体发生的形变或相变过程中，如果晶体中一部分原子相对于其他部分发生有规律的集体位移形成一个与原来的晶体有相同晶体结构，但取向不同的新晶体。退火挛品形成于回阶段，是大角度界面的迁移结果。它的特征通常呈透镜状或片状，且形变挛晶通常在一个晶粒内部。（2）退火挛晶是变形金属在其再结晶退火过程中形成的李晶。其机制为退火挛晶在晶粒生长过程中形成的。当晶粒通过晶界移动

25、而生长时，原子层在晶界角处（I1.I）面上的堆垛顺序偶然错堆，就会出现一共格的挛品界并随之而在晶界角处形成退火挛品。它的特征为为平直界面的片状。3实验中发现，在Fe中可以通过“2II+TIOO反应形成100位错，在Fe的晶胞中表示这一反应，并证明此位错反应可以发生。北京工业大学2008研答：如图3-1所示。图3-1b.)6z?5w261.yTTTa=,b=ga.6,.aa,(+)a1.1.a1因此反应可以发生。4论述界面能对析出相的形貌的影响。湖南大学2(X)7研答：(1)单相组织。界面平直化与转动，减小界面能；界面平衡的热力学达到平衡时，晶界夹角均为120oo(2)复相组织。第二相分布在基体

26、晶粒内时，若相界的界面能无明显各向异性，则第二相为球状，这样界面面积最小，总相界能也最小；若相界的界面能有明显的各向异性，则第二相将形成以低能量晶面为相界的多面体。第二相分布在基体两晶粒的晶界上时，两相间形成非共格界面。当第二相位于基体的界面上时，常呈双凸透镜的形貌，此时第二相的具体形状与界面能有密切关系。如果、两相间形成共格或半共格界面，则因为界面两侧的相晶粒有不同的位向，所以相如果和第一个相晶粒形成共格或半共格界面，则和第二个晶粒就不能共格。常见的情况是一个晶粒形成平直的共格或半共格界面，而另一个晶粒形成光滑的非共格界面。5简述产生非化学计量化合物结构缺陷的原因，并说明四种不同类型非化学计

27、量化合物结构缺陷的形成条件及其特点。南京工业大学2009研答：产生原因：含有变价元素，周围气氛的性质发生变化。阴离子空位型：在还原性气氛下，高价态变成低价态，n型半导体。阳离子填隙型：在还原性气氛下，高价态变成低价态，n型半导体。阴离子填隙型：在氧化性气氛下，低价态变成高价态，P型半导体。阳离子空位型：在氧化性气氛下，低价态变成高价态，P型半导体。6试分析在具有面心立方结构的金属晶体中，卜.列位错反应能否进行，说明反应前后的位错各属于什么类型。能否在滑移面上运动。西安工业大学2(X)9研f101+f12i)f1.1.1.答：首先分析该反应式的几何条件:反应前f101*fT2-f(303+f1.

28、=-222-1.1.1.和反应后完全一样，满足位错反应的几何条件。再来分析该反应式的能量条件：反应前的能量+0+o+4+,+=反应后的能量能量条件京1+1.1）可见，反应前位错体系所具有的能量是反应后位错体系所具有能量的两倍，符合能量减小的原则。因此，从位错反应的几何条件和能量条件来判断，该位错反应是可以进行的。反应前：Am1.是位于滑移面（M）上的单位位错，而：E是位于滑移面巾“上的肖克莱不全位错。这两者都可以在滑移面,诞上运动，属于可动位错。反应后的位错柏氏矢量垂直于（III）面，属于不可动的弗兰克不全位错。7金属材料生长形态的影响因素有哪些？在相同的温度梯度下纯金属和固溶体合金的生长形态

29、是否相同？请说明原因。西安理工大学2009研答：影响金属材料生长形态的因素主要有：液固界面中固体的界面结构、液固界面前沿的液体中温度梯度的分布。在相同温度梯度下，纯金属和固溶体结构的生长形态不一定相同。例如正温度梯度下，纯金属往往形成平面状的晶体形态，而固溶体由于选分结晶现象导致出现成分过冷现象，造成其晶体形态往往是树枝晶状态的。8合金中有哪几类相界面？各具有什么样的结构特征？北京理工大学2006研1答：具有不同结构的两相之间的分界面称为相界。按结构特点，相界面可分为共格、半共格和非共格相界三种类型。（1）共格晶界，是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上，即两相的晶格是彼此衔接的界面上的原子

30、为两者共有，其特征是：界面两侧的保持一定的位向关系，沿界面两相具有相同或近似的原子排列，两相在界面上原子匹配得好，界面上能量高。（2）半共格界面，若两相邻晶体在相界面处的晶面间距相差较大，则在相界面上不可能做到完全的一一对应，于是在界面上将产生一些位错，以降低界面的弹性应变能，这时界面上两相原子部分地保持匹配，这样的界面称为半共格界面或部分共格界面，其特征是：沿相界面每隔一定距离产生一个刃型位错，除刃型位错线上的原子外，其余原子都是共格的。所以半共格界面是由共格区和非共格区相间组成。（3）非共格相界的特征是，两相在相界面上的原子排列相差很大，即错配度很大。9在晶格常数为a的体心立方单晶体的12

31、3方向进行压缩变形，已知其屈服强度为。（1）写出晶体的始滑移系及其可能的交滑移系；（2）计算晶体开始滑移的临界分切应力.；（3）分别写出屈服时晶体中所开动的刃位错和螺位错的位错线方向及柏氏矢量，以及它们滑移运动的方向；（4）若该压缩试样的一个自由表面为，写出该面上滑移线的方向。西安交通大学2008研答：（1）体心立方晶体共有12个可能的滑移系二。由于作用在滑移系上的分切应力,且施密特因子：；最大的滑移系为最易滑移的软取向，称为始滑移系，因此晶体始滑移系为（101）：二。始滑移系可能的交滑移系是12个滑移系中与始滑移系有相同滑移方向但不同滑移面的那些滑移系，故根据比较得到，可能的交滑移系为（II

32、O）;二和（2）根据临界分切应力公式-,可得晶体开始滑移的临界分切应力为:(3)晶体的滑移是晶体滑移面内柏氏矢量与晶体滑移方向相同的位错线滑移运动的结果，其中刃位错，其位错线方向为】柏氏矢量为滑移运动方向为对于螺位错，其位错线方向为一柏氏矢量为；，滑移运动方向为匚(4)由于滑移线是晶体的f移面与晶体外表面的交线，而且与晶体的滑移方向不平行。根据向量平行法则有：:不平行于二，II*述务郦*所以滑移线的方向为:二。io铝单晶的晶体结构为面心立方，柏氏矢量为：二：的全位错可以在哪些晶面上发生滑移？如果滑移需要的临界分切应力为()79MPa,沿110方向进行拉伸，需加多大的拉应力才会在哪个晶面开始发生

33、滑移运动？华中科技大学2005研答：铝单晶滑移系共有12组，分别是：(1.1.1.)10(T1.I)OF(1.1.)10(I1.YI0(1.1.1.)O11)1O1(1H)11O(11T)i01(111)IO(1.1.)110(1.1.)011(1.1.T)011由此易知，包含二的滑移面为(IU)和(1),该位错可以在(Iu)和(11)上发生滑移。若一一二?:，设滑移面法线与拉伸方向夹角为，滑移方向与拉伸方向夹角为，则：2M(1)在(I1.1.)面上，7T-7o(a) 101方向，TT所以可以滑移，且：CMPW*:丽为Kar1.MPa(b) 口0方向，万,所以不可以滑移。(C)0口方向，ri,

34、所以可以滑移，且二C力。I(2)在(TU)面上，,71.,所以不可以滑移。(3)在(E)面上，-7,所以不可以滑移。2W(4)在(II)面上，:7TT(a)广()方向，所以不可以滑移。(b) i()i方向，*7r1.7,所以可以滑移。(c) Oi1.方向，丁工一，所以可以滑移，且j：、勺口。综上所述,当沿110拉伸时，需加M号的拉应力才会在(I1.I)U01、(I1.1.)IO1.1及(11)T101s(11)T011滑移系上滑移。4章练习题一、选择题1由纯A和A-B固溶体形成的互扩散偶（柯肯达尔效应），以下表述正确的是（）。上海交通大学2005研A.俣野面两侧的扩散原子其化学势相等：.，一B

35、.该扩散为上坡扩散C,空位迁移方向与标记面漂移方向一致【答案】C2有一级稀的fee结构的间隙固溶体，设即为晶格常数，为间隙原子延扩散方向的振动频率，-为从平衡位置到势垒顶点的自由能改变量，则扩散系数可与表示为（）。浙江大学2007研-4b.事叫4制C.【答案】A3下列有关固体中扩散的说法中，正确的是（）。东南大学2006研A.原子扩散的驱动力是存在着浓度梯度B.空位扩散是指间隙固溶体中的溶质原子从一个间隙跳到另一个间隙C.晶界上点阵畸变较大，因而原子迁移阻力较大，所以比晶内的扩散系数要小D.成分均匀的材料中也存在着扩散【答案】D4912C下-的晶胞体积为0.02464nm,而转变为一晶胞晶体为

36、0.0486nm,在该温度单位质量转变为一J时，其体积（）-哈尔滨工业大学2007研A.膨胀B.收缩C.不变D.不能确定【答案】A二、填空题1扩散系数与温度的关系式是。在高温阶段和低温阶段，扩散系数较大的是。天津大学2010研【答案】。一:1.；低温阶段2线性高分子可反复使用，称为塑料；交联高分子不能反复使用，称为塑料。北京工业大学2009研【答案】热塑性：热固性3从F-R源模型考虑，金属沉淀强化后的屈服强度与沉淀相粒子平均间距1.的关系为0江苏大学2005研【答案】4扩散第一定律中J是,D是,二是。沈阳大学2009研【答案】扩散流量；扩散系数；浓度梯度三、判断题1扩散的决定因素是浓度梯度，原

37、子总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。()北京工业大学2007W【答案】错2固态金属中原子扩散的驱动力是浓度梯度。合肥工业大学2005研【答案】错【解析】其驱动力为化学势梯度。四、名词解释题1柯肯达尔效应湖南大学2007研答：在置换式固溶体中，由于两种原子以不同的速度相对扩散而造成标记面漂移的现象被称为柯肯达尔效应。2扩散激活能天津大学2008、2009研答：必须要由额外的能量来克服能垒才能实现原子从一个平衡位置到另一个平衡位置的基本跃迁，这部分能量称为扩散激活能。3空位扩散南京理工大学2009研答：在自扩散和涉及置换原子的扩散过程中，原子可离开其点阵位置，跳入临近的空位，这样就会在原来的点

38、阵位置产生一个新的空位。当扩散继续，就产生原子与空位两个相反的迁移流向，称为空位扩散。4稳态扩散北京工业大学2009研答：稳态扩散是指在扩散系统中，任一体积元在任一时刻，流入的物质量与流出的物质量相等，即任一点的浓度不随时间变化。5比重偏析合肥工业大学2005研答：由于合金中组元比重的不同所引起的偏析，例如合金中的两组元在液态下互不相溶时，比重大的组元沉在下面，比重小的组元浮在上面或者液态合金在搅拌不均的情况下，由于选择凝固所生成的晶体，其比重与母液不同，或上浮或下沉，形成比重偏析。6上坡扩散与反应扩散江苏大学2006研答：上坡扩散是指溶质原子朝浓度下降的方向扩散，；反应扩散是指在扩散过程中伴随有相变过程或有新相产生的扩散。7晶界扩散、表面扩散和反应扩散吉林大学2009、2010研