材料科学基础思考题VIP免费

材料科学基础思考题1.解释下列名词的含义：晶体:固态下原子或分子在空间呈有序排列，则称之为晶体非晶体:固态下原子或分子在空间呈无序排列，则称之为非晶体晶格:用于描述原子在晶体当中排列形式的空间格架（点阵）晶胞:反映该晶体结构(点阵)的特点的最小组成单元称为晶胞晶格常数:晶胞的几何特征可以用晶胞的三条棱边长a、b、c和三条棱边之间的夹角α、β、γ等六个参数来描述。称为点阵常数（晶格常数）致密度:晶胞中包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比称为致密度(也称密排系数)。晶面指数:实际表示一组原子排列相同的平行晶面。晶向指数:实际表示一组原子排列相同的平行晶向。晶体的各向异性:在晶体中,不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同,它们之间的结合力的大小也不相同,因而金属晶体不同方向上的性能不同。这种性质叫做晶体的各向异性。点缺陷:是指在三维尺度上都很小的,不超过几个原子直径的缺陷。线缺陷:指两维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷。面缺陷:是指二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷亚晶粒:在多晶体的每一个小晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小，位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌形成晶粒，称为亚晶粒亚晶界:亚晶粒之间的边界叫亚晶界。亚晶界是位错规则排列的结构,可以把它看成是一种位错线的堆积或称位错壁;亚晶界是晶粒内的一种面缺陷位错:由晶体中原子平面的错动引起的缺陷。单晶体：一块晶体中，其内部的晶格位向完全一致时称这块晶体为多晶体（由多晶粒组成的晶体结构）；固溶体:合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相称为固溶体金属间化合物:在化合物中，有些具有相当程度的金属键及一定程度的金属性质，是一种金属化合物，称为金属间化合物；固溶强化:通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化结合键:是指由原子结合成分子,是指由原子结合成分子或固体的方式和结合力的大小密排面:在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面为{110},称为密排面;2.金属键、离子键、共价键及分子键结合的材料其性能有何特点。答：离子键的结合力很大，因此离子晶体的硬度高，强度大，热膨胀系数小，但脆性大;共价键的结合力很大，所以共价晶体强度高，硬度高，脆性大，熔点高，沸点高和挥发性低。不导电、导热性有好有差;金属键无所谓饱和性和方向性;分子键在它们的结合过程中没有电子的得失、共有或公有化，价电子的分布几乎不变,很弱，因此由分子键结合的固体材料熔点低、硬度也很低，因无自由电子，因此材料有良好的绝缘性。3.常见的金属晶体结构有哪几种?它们的原子排列和晶格常数有什么特点?答：体心立方晶格：八个原子处于立方体的角上,一个原子处于立方体的中心,角上八个原子与中心原子紧靠，晶格常数：a=b=c,α=β=γ=90；面心立方晶格：金属原子分布在立方体的八个角上和六个面的中心。面中心的原子与该面四个角上的原子紧靠。晶格常数：a=b=c,α=β=γ=90；密排六方晶格：十二个金属原子分布在六方体的十二个角上,在上下底面的中心各分布一个原子,上下底面之间均匀分布三个原子，晶格常数：用底面正六边形的边长a和两底面之间的距离c来表达,两相邻侧面之间的夹角为120°,侧面与底面之间的夹角为90°。4.标出图中影线所示晶面的晶面指数及a、b、c三晶向的晶向指数。(19p)在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面和晶向间存在着什么关系?答：在立方晶系中,一个晶面指数与一个晶向指数数值和符号相同时,则该晶面与该晶向互相垂直5.画出立方晶格中(110)晶面与(111)晶面。并画出在晶格中和(111)晶面上原子排列情况完全相同而空间位向不同的几个晶面。6.为什么单晶体具有各向异性?而多晶体在一般情况下不显示各向异性?金属晶体具有各向异性在晶体中,不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同,它们之间的结合力的大小也不相同,因而金属晶体不同方向上的性能不同。这种性质叫做晶体的各向异性。非晶体在各个方向上性能完全相同,这种性质叫非晶体的各向同性。但是对于实际使用的金属,由于其内部有许许多多个晶粒组成,每个晶粒在空间分布的位向不同,因而在宏观上沿各...