材基第三章习题及答案

1 第三章 作业与习题的解答 一、作业： 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） 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？ 解： （2）位错线受力方向如图，位于位错线所在平面，且于位错垂直。 （3）右手法则（P95）：（注意：大拇指向下，P90 图 3.8 中位错环 ABCD 的箭头应是向内，即是位错环压缩）向外扩展（环扩大）。 如果上下分切应力方向转动 180 度，则位错环压缩。 A B C D   2 (4) P103-104： 2sin2ddTsb Rds d； 2/sin2dd ∴ kGbbkGbbTR2 注：k 取 0.5 时，为 P104 中式 3.19 得出的结果。 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）？ (3100210032ln22GbdrwrGb ； 1.8X10-9J） 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） 9、一个]101[2 ab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） 10、面心立方晶体中，在（111）面上的单位位错]101[2 ab，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： 3 242bGds  应为 242aGds  （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) 11、在面心立方晶体中，（111）晶面和）（-111晶面上分别形成一个扩展位错： （111）晶面：]211[6]112[6]110[2aaa=A+B )111( 晶面：]211[6]211[6]011[2aaa...