第二章 固体结构
一.解释下列名词： 拓扑密排相,多晶型性/同素异构体/同素异构转变,固溶强化，有序固溶体,有序畴，反相畴界。 二、 简述题
1、写出3种典型金属晶体的密排方向、密排面及堆垛方式，画出FCC和BCC结构中的一个四面体间隙和一个八面体间隙位置。 2、原子间结合能相对大小与固溶体微观不均匀性的关系。 3、影响固溶体有序化的主要因素。 三、 分析计算题
1、 影响两类固溶体溶解度的主要因素。 2、各类型中间相的概念、结构特点与影响因素。
3. 含12.3wt% Mn、1.34wt%C的奥氏体钢，其点阵常数为0.3624nm，密度为7.83g/cm3，已知C、Fe、Mn的原子量分别为12，55.84，54.92，试计算此奥氏体钢晶胞内的实际原子数，并分析C、Mn在此奥氏体钢的固溶方式。
4.当Fe从fcc结构转变为bcc结构时，a)按晶体的钢球模型，若球的直径不变，计算其体积膨胀多少？b)经x射线衍射测定在912℃时，α-Fe的a=0.2892nm，γ-Fe的a=0.3633nm, 计算从γ-Fe转变为α-Fe时，其体积膨胀为多少？与a)相比，说明导致差别的原因。 5. β-黄铜（CuZn）具有体心立方结构，其Zn与Cu原子之比为46∶54，在450℃时若有90%的(1/2 1/2 1/2)位置被铜原子占据，问有多少百分数的(0 0 0)位置被铜原子占据?
第三章 晶体缺陷
1、解释以下基本概念：肖脱基空位、弗兰克尔空位、刃型位错、螺型位错、混合位错、柏氏矢量、位错密度、位错的滑移、位错的攀移、弗兰克-瑞德源、派-纳力、单位位错、不全位错、堆垛层错、位
错反应、扩展位错。
2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol。将纯铁加热到850℃后激冷至室温（20℃），假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。(e31.8=6.8X1013）
3、计算银晶体接近熔点时多少个结点上会出现一个空位（已知：
?银的熔点为960C，银的空位形成能为1.10 eV）。 4、割阶或扭折对原位错线运动有何影响？
5、 一个位错环能否各部分都是螺位错?能否各部分都是刃位错?为什么?
6、如图2-56，某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b的位错环，并受到一均匀切应力τ。 （1）分析该位错环各段位错的结构类型。 （2）求各段位错线所受的力的大小及方向。 （3）在τ的作用下，该位错环将如何运动？ （4）在τ的作用下，若使此位错环在晶体中稳定不动，其最小半径应为多大？
7、在面心立方晶体中，把两个平行且同号的
单位螺型位错从相距100nm推进到3nm时需要用多少功（已知晶体点阵常数a=0.3nm,G=7﹡1010Pa）？
1002GbGbdr?ln2?r2?2(w?
?31003； 1.8X10
-9
J）
8、在简单立方晶体的（100）面上有一个b=a[001]的螺位错。如果它(a)被（001）面上b=a[010]的刃位错交割。(b)被（001）面上b=a[100]的螺位错交割，试问在这两种情形下每个位错上会形成割阶还是弯折？
（（a）：见P98图3.21， NN′在（100）面内，为扭折，刃型位错；(b)图3.22，NN′垂直（100）面，为割阶，刃型位错）
a?b?[110]9、一个2的螺位错在（111）面上运动。若在运动过程中
遇到障碍物而发生交滑移，请指出交滑移系统。 对FCC结构：（1 1 -1）或写为（-1 -1 1）
a?b?[110]10、面心立方晶体中，在（111）面上的单位位错2，在（111）
面上分解为两个肖克莱不全位错，请写出该位错反应，并证明所形成的扩展位错的宽度由下式给出：
Gb22ds?Ga24?? 应为 ds?24??
（G为切变模量，?为层错能）
（P116式3.33，两个矢量相乘的积=|b1|˙|b2|˙cos(两矢量夹角)
（111） 11、在面心立方晶体中，（111）晶面和晶面上分别形成一
-个扩展位错：
??aa??a[101]?[211]?[112]66 （111）晶面：2=A+B
aa?a[011]?[121]?[112]66 (111) 晶面：2=C+D
?两个扩展位错在各自晶面上滑动时，其领先位错相遇发生位错反应，
求出新位错的柏氏矢量；用图解说明上述位错反应过程；分析新位错的组态性质。
(交线/位错线[-1 1 0]；
4种可能反应：领先A-领先C：a/6[1 1 0], A-D： a/6[3 0 1],B-C：a/6[0 3 -1],B-D：a/3[1 1 0]；
中间两种位错不够稳定，继续分解出 a/6[1 1 0]、另一分解的位错之后再与C或A反应，形成D或B；前三种反应最终结果为：B-（111）层错- a/6[110]- (11-1)层错-D。几乎所有教科书将该组态称为面角位错，是最低能态的稳定结构。
注意：固定位错 （不能滑移，如滑移面不在FCC的{111}面的纯刃型不全位错）（例如：位错线方向为[-1 1 0]，柏矢为a/6[110]），加上两个相交{111}面（例如交于[-1 1 0]）上两片的层错及相应的不全位错a/6<112>的复杂位错组态称为面角位错。)
后一种为A-（111）层错- a/3[110]- (11-1)层错-C。但从能量角度考虑，层错宽度较窄，在外力作用下易被压缩（即分解组态- -扩展位错的束集），面角位错组态在交线处合并成a/2[110]固定位错- -压杆位错，滑移面为（0 0 1）。 12. 拉伸试验的应变速度一般是 1～10-6s-1，设能动的位错密度为 108cm-2，计算位错的平均速度。b=0.3nm。
13. 以爆破成形加工工件，应力波持续的时间约 10-6s，若工件变形量为 10%，可动位错密度为 1010cm-2，位错的平均速度多大？b=0.3nm。 14. 为什么空位是热力学稳定缺陷，而位错是非热力学稳定缺陷。 15. 请判定下列位错反应能否进行，若能够进行，在晶胞图上做出矢量图。
（1） （2）
（均能）
16. 试述针对工业纯铝、Al－5％Cu合金、Al－5％Al2O3复合材料分别可能采用那些主要的强化机制来进行强化。
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