材料科学基础课后习题及答案 –考研必备 第一章
?晶面及102,211,?346?晶向。 1. 作图表示立方晶体的?123?,012,?421???????,2110,1010,1120,1210等。 2. 在六方晶体中，绘出以下常见晶向?00013. 写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。 4. 镁的原子堆积密度和所有hcp金属一样，为0.74。试求镁单位晶胞的体积。
已知Mg的密度r=0.161nm。
5. 当CN=6时Na离子半径为0.097nm，试问：
1) 当CN=4时，其半径为多少？ 2) 当CN=8时，其半径为多少？
6. 试问：在铜（fcc,a=0.361nm）的<100>方向及铁(bcc,a=0.286nm)的<100>
方向,原子的线密度为多少？
??????????mg?1.74Mg/m3，相对原子质量为24.31，原子半径
nm。试确定在镍的（100），7. 镍为面心立方结构，其原子半径为rNi?0.1246（110）及（111）平面上1mm中各有多少个原子。 8. 石英?SiO2?的密度为2.65Mg/m。试问：
321) 1m中有多少个硅原子（与氧原子）？
2) 当硅与氧的半径分别为0.038nm与0.114nm时，其堆积密度为多少（假
设原子是球形的）？
9. 在800℃时10个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动，而在
910900℃时个原子中则只有一个原子，试求其激活能（J/原子）。
10310. 若将一块铁加热至850℃，然后快速冷却到20℃。试计算处理前后空位数
应增加多少倍（设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J）。
11. 设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。若该
滑移面上有一正方形位错环，如果位错环的各段分别与滑移面各边平行，其柏氏矢量b∥AB。
1) 有人认为“此位错环运动移出晶体后，滑移面上产生的滑移台阶应为4
个b,试问这种看法是否正确？为什么？
2) 指出位错环上各段位错线的类型，并画出位错运动出晶体后，滑移方向
及滑移量。
12. 设图1-19所示立方晶体中的滑移面ABCD平行于晶体的上、下底面。晶体
中有一条位错线
fed,de段在滑移面上并平行AB，ef段与滑移面垂直。位
错的柏氏矢量b与de平行而与ef垂直。试问：
1) 欲使de段位错在ABCD滑移面上运动而ef不动，应对晶体施加怎样的应
力？
2) 在上述应力作用下de位错线如何运动？晶体外形如何变化？
a110(111)213. 设面心立方晶体中的为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为。
??1) 在晶胞中画出柏氏矢量b的方向并计算出其大小。
2) 在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出
此二位错线的晶向指数。
14. 判断下列位错反应能否进行。
aaa[101]?[121]?[111];263 a[100]?aa[101]?[101];22
1)
2)
3)
aaa[112]?[111]?[111];326
4)
a[100]?aa[111]?[111].22
aa[101][121]2615. 若面心立方晶体中有b=的单位位错及b=的不全位错，此二位
错相遇产生位错反应。
1) 问此反应能否进行？为什么？
2) 写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的类型。
673??10~10cm/cm16. 若已知某晶体中位错密度。
?410cm，求位错网络中F-R位错1) 由实验测得F-R位错源的平均长度为
源的数目。
2) 计算具有这种F-R位错源的镍晶体发生滑移时所需要的切应力。已知
Ni的G?7.9?10Pa，a?0.350nm。
17. 已知柏氏矢量b=0.25nm，如果对称倾侧晶界的取向差?=1°及10°，求晶
界上位错之间的距离。从计算结果可得到什么结论？
18. 由n个刃型位错组成亚晶界，其晶界取向差为0.057°。设在形成亚晶界之
前位错间无交互作用，试问形成亚晶界后，畸变能是原来的多少倍（设
b10R?10,r0?b?10;形成亚晶界后，
?4?8R?D??）？
19. 用位错理论证明小角度晶界的晶界能?与位向差?的关系为
???0??A?ln??。式中?0和A为常数。
20. 简单回答下列各题。
1) 空间点阵与晶体点阵有何区别？
2) 金属的3种常见晶体结构中，不能作为一种空间点阵的是哪种结构？ 3) 原子半径与晶体结构有关。当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变
化？
4) 在晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环？
5) 计算位错运动受力的表达式为f??b，其中?是指什么？
6) 位错受力后运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体
作相对滑动的方向应是什么方向？ 7) 位错线上的割阶一般如何形成？ 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错排成墙而构成的”这种说法对吗？ 答案：
1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。
2． 见附图2.2所示。
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