《I材料科学基础总复习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《I材料科学基础总复习（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章原子排列本章需掌握的内容：材料的结合方式：共价键，离子键，金属键，范德瓦尔键，氢键；各种结合键的 比较及工程材料结合键的特性；晶体学基础：晶体的概念，晶体特性（晶体的棱角，均匀性，各向异性，对称性）， 晶体的应用空间点阵：等同点，空间点阵，点阵平移矢量，初基胞，复杂晶胞，点阵参数。晶系与布拉菲点阵：种晶系，14种布拉菲点阵的特点；晶面、晶向指数：晶面指数的确定及晶面族，晶向指数的确定及晶向族，晶带及 晶带定律六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。典型纯金属的晶体结构：三种典型的金属晶体结构：fcc、bcc、hcp；晶胞中原子数、原子半径，配位数与致密度，晶面间距、晶向夹角晶体中原子堆
2、垛方式，晶体结构中间隙。了解其它金属的晶体结构：亚金属的晶体结构，镧系金属的晶体结构，同素异构 性了解其它类型的晶体结构：离子键晶体结构：MgO陶瓷及NaCl，共价键晶体结构：SiC 陶瓷，As、Sb非晶态结构：非晶体与晶体的区别，非晶态结构分子相结构1. 填空1. fcc结构的密排方向是，密排面是，密排面的堆垛顺序是致密度为 配位数是 晶胞中原子数为，把原子视为刚性球时，原子的半径是； bcc结构的 密排方向是，密排面是 致密度为 配位数是晶胞中原子数为，原子的半径是； hcp结构的密排方向是，密排面是，密排面的堆垛顺序是， 致密度为 配位数是，晶胞中原子数为，原子的半径是。2. bcc点阵
3、晶面指数h+k+l=奇数时，其晶面间距公式是。3. Al的点阵常数为0.4049nm，其结构原子体积是。4. 在体心立方晶胞中，体心原子的坐标是。5. 在fcc晶胞中，八面体间隙中心的坐标是。6. 空间点阵只可能有 种，铝晶体属于 点阵。Al的晶体结构是，-Fe的晶体结构是Cu的晶体 结构是，7点阵常数是指。8图1是fcc结构的(-1,1,0 )面，其中AB和AC的晶向指数是，CD 的晶向指数分别是，AC所在晶面指数是。9 晶胞中每个原子平均占有的体积称为10 FCC包含有112晶向的晶面是11.图2为简单立方点阵晶胞，其中ABC面的指数是, AD的BDABC图2晶向指数是.D1A C图112
4、. 在空间点阵中选取晶胞的原则是：（1）（2）（3）（4）13以点阵常数a为单位，fcc晶体的原子半径是，bcc晶体的原子 半径是，fcc晶体（110）面的晶面间距是， 110方向的原子间距为，fcc晶体的结构原子体积为14金刚石的晶体，每个晶胞中的原子数为15（h1k1l1）和（h2k2l2）两晶面的晶带轴指数uvw为16面心立方结构每个晶胞中八面体间隙数为，四面体间隙数为17 立方晶系晶面间距计算公式是。18 Zn室温的点阵常数a=2.6649A，c=4.9468A，其轴比为，配位 数为。19工业多晶体金属不呈现性能的各向异性，其原因是20纯铁冷却时在9128发生同素异晶转变是从 结构转变
5、为结构，其原子半径发生变化。21.原子排列最密的晶面，其面间距 （最大或最小）。22.公式d=a/Vh2+k2+l2只适用于计算 结构相平行晶面间的距离。2. 判断1. a-Fe致密度比y-Fe小，所以a-Fe溶解碳比y-Fe多。（）2. 立方晶系中具有相同指数的晶面与晶向必定相互垂直。（）3. 原子半径大小与其在晶体中配位数无关。（）4. 密排六方结构不能称作一种空间点阵。（）5. 铁素体的点阵常数比a-Fe的点阵常数小。（）6. 金属键无方向性及饱和性。（）7. 在立方晶系中，-111U（1-1-1）。（）8. 在fcc和bcc结构中，一切相邻的平行晶面间的距离可用公式:d=a/Vh2+k
6、2+l2 （）9. 结构原子体积是指结构晶胞中每个原子的体积。（）10. 立方晶系的（100），（010）和（001）面属于同一个晶带。（）11. 由y-Fe转变为a-Fe时，原子半径增大（），发生体积膨胀（）。12. Fcc和bcc结构中的八面体间隙均为正八面体。（）13. 空间点阵中每个阵点周围具有等同的环境。（）14 一个面心立方结构相当于体心正方结构。（）15.从实用观点来看体心立方金属中的空隙比面心立方金属中的更为重要。（）3. 简述金属键，晶体，同素异晶转变（并举例），晶胞，点阵常数，晶面指数，晶面族，晶向指数，晶向族（举例），晶带和晶带轴，配位数，致密度，晶面间距，面心立方结构，
7、体心立方结构，密排六方结构，4. 问答1：在简单立方晶胞中画出（1-2 1）晶面和11-2晶向，在hcp晶胞的（0001）面上 标出（-12-10）晶面和-12-10晶向。2：求11-1和20-1两晶向所决定的晶面。3在铅的（100）平面上，1mm2有多少原子？已知铅为fcc面心立方结构，其 原子半径 R=0.175x10-6mm。在面心立方fcc晶胞中， 110 方向中位于（111）平面上的有哪些方向。画出一个体心立方晶胞，在晶胞上画出:1发生滑移的一个晶面2在这个面上发生滑移的几个滑移方向。写出图3中ABCD四面体各面的晶面指数和BC，CA的晶向指数。图38：画出fcc中具有下列密勒指数的
8、晶面和晶向。1. (111) 111； 2. (321) -2369：画出hcp晶胞，并画出(10-10)晶面及11-20晶向。10：画出bcc晶胞下列晶面上原子平面排列情况：(110), (111)12：画出两个面心晶胞组成的体心正方晶胞，并画出(111) fcc, (011)体心正 方晶面与-211fcc, 01-1体心正方晶向，并指出两晶面与两晶向存在何种关系。第二章合金相结构本章的主要内容：固溶体：固溶体的分类有置换固溶体及影响固溶度因素，间隙固溶体，缺位固溶 体中间相：正常价化合物，电子化合物，间隙相与间隙化合物，金属间化合物的性 质与应用固溶体的微观不均匀性：超结构，以fcc、bc
9、c及hcp为基的超结构，有序参数1. 填空1. 形成无限固溶体的必要条件是：（1），（ 2）-，（3）。2. 形成有序固溶体的必要条件是：（1），（ 2），（3）。3. 影响正常价化合物形成的主要因素是。4. C原子半径为0.77A，Cr的原子半径为1.28A，则Cr23C6是化合物。5. 随着溶质浓度的增大，单相固溶体合金的强度 ，塑性 Cu OAu，导电性。6. 如图是铜金有序固溶体的晶胞，其分子式为7影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是：（1）；（2）;（3） ；（4）和环境因素。图18形成置换固溶体时，两组元原子半径的相对差小于，是有利 于大量固溶的因素之一。9 Cu是一价，Sn是四价
10、，则Cu3Sn化合物的电子浓度为。10铁碳合金中奥氏体的晶体结构是 ，铁素体的晶体结构是11 置换式固溶体的不均匀性主要表现为存在和。12. 电子化合物的形成条件为，晶型，例如13间隙相的形成元素为，晶型为 例如14高速钢中VC相结构为，黄铜中CuZn相结构为15填隙固溶体溶质溶于溶剂金属点阵的，只能形成固溶体。16按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为 和17元素的负电性是指，在周期表中， 同一周期元素的负电性由左向右逐渐，而同一族元素的负电性由 上到下逐渐。二元合金中两组元的电负性差越大，越易形成，越不易形成。18.无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是：强度和硬
11、度 ，塑性，导电性。19 电子浓度是指 之比，CuZn型超结构的电子浓度等于，属于空间点阵。20 随着溶质浓度的增大，单相固溶体合金的强度，塑性，导电性。2. 选择与判断1形成间隙固溶体时，溶剂的点阵常数.A增大B减小C 不变2. 在固溶体自由能与成分的关系式中，两组元相互作用参数的表达式为A NZ(eAB+(eAA+eBB)/2)B NZ(eABAA+eBB)/2)C EAB=(eAA+eAB)/23. 图2是铜金有序固溶体的结构晶胞，此有序固溶体的分子式为A Cu2Au5B CuAu2C CuAu5. 钨（W）的原子半径为1.41A,碳的原子半径为0.77A，则WC为A间隙固溶体，B间隙相
12、， C间隙化合物5. a-Co 为 hcp 结构，p-Co 为 FCC 结构，则Fe-Co无限固溶体为 结构。A FCC， B BCC， C hcp6. 在有序固溶体中，异类原子结合力小于同类原子结合力。（）7. 所有金属间化合物都能提高合金的强度。（）8. Nb的原子半径为1.47A，C原子半径为0.77A，则NbC为间隙化合物（）9. 纯金属发生同素异性转变将产生成分和有序度方面的改变。（）10. 与固溶体相比，金属化合物具有高硬度低塑性。（）11. 在拓扑相中，半径较大的原子构成密排主层（），次层一般是半径较小的 原子（）。3. 名词解释置换固溶体，有序固溶体，无序固溶体，间隙固溶体和间
13、隙化合物，间隙相与间隙化合物，正常价化合物，电子浓度，电子化合物4. 问答1：分析氢，氮，碳，硼在a-Fe和y-Fe中形成固溶体的类型，H2, N, C, B进入点阵中的位置。元素的原子半径如下：氢：0.46A 氮：0.71A 碳：0.77A硼：0.91A2：指出固溶体与金属化合物在晶体结构和机械性能方面的区别。第三章纯金属的凝固本章主要内容：液态金属的结构；金属结晶过程：金属结晶的条件，过冷，热力学分析，结构条件晶核的形成：均匀形核：能量分析，临界晶核，形核功，形核率非均匀形核：形核功，形核率晶体的长大：动态过冷度（晶体长大的条件），固液界面微观结构，晶体长大机制，晶体长大形态：温度梯度，平
14、面长大，树枝状长大陶瓷、聚合物的凝固结晶理论的应用实例：铸锭晶粒度的控制，单晶制备，定向凝固，非晶态金属1. 填空1.在液态金属中进行均质形核时，需要 起伏和 能量起伏。2. 金属凝固的必要条件是。3. 液态金属凝固时，均质形核的条件是：（1）；（2），（3）4. 细化铸锭晶粒的基本方法是：（1），（ 2），（3）。5形成临界晶核时体积自由能的减小只能补偿新增表面能的。6液态金属均质形核时，体系自由能的变化包括两部分，其中自由能是形核的阻力，自由能是形核的动力；临界晶核半径rKK与过冷度aT呈关系，临界形核功aGK等于。7 动态过冷度是。8在工厂生产条件下，过冷度增大，则临界晶核半径，金属结晶
15、冷却速度 越快，N/G比值，晶粒越。9制备单晶的基本原理是，主要方法有 法和法。10.获得非晶合金的基本方法是。11铸锭典型的三层组织是12根据凝固理论，为了细化铸锭晶粒，对于小尺寸的铸锭一般可采用方法，对于大尺寸的铸锭则采用 方法。13纯金属凝固时，其临界晶核半径的大小、晶粒大小主要决定于14液态金属凝固时，异质形核需要的过冷度比均质形核小，这是因为。（异质形核时固相质点可作为晶核长大，其临界形核功较小。）2名词解释过冷度，临界晶核，临界晶核半径，自发形核，能量起伏，形核功，形核率，变 质处理，柱状晶带，等轴晶，异质形核，非晶态金属3判断1纯金属中含有少量杂质在热力学上是稳定的。（）2临界半径rK大小仅与过冷度有关。（）3液态金属
