第三次作业 2019春

2010－2011学年春季学期材料科学导论。

第三次作业。

1．计算室温250c时，fcc铜的空位浓度。已知其晶胞参数为0.36151nm,其空位生成活化能为83600焦耳。

2.由600℃降至300℃时，ge晶体中的空位平衡浓度降低了六个数量级，试计算ge晶体中的空位形成能。

3.由于h原子可填入-fe的间隙位置，若每200个铁原子伴随着一个h原子，试求-fe理论和实际密度与致密度（已知-fe为体心立方结构a=0.286nm，rfe=0.

1241nm，rh=0.036nm）。4.

写出下列缺陷反应式：

中形成肖特基缺陷；b．agi形成弗仑克尔缺陷（ag+进入间隙位置）；固溶进入cacl2中形成空位型固溶体固溶进入cacl2中形成填隙型固溶体。

5．已知pt的晶体结构为fcc，其晶格常数为0.3923nm,pt的原子量为195.09,其密度为21.45g/cm3,请计算其空位占原子格位的比例分数。

6．试论述离子晶体中肖脱基(schottky)缺陷和弗兰克尔(frenkel)缺陷的产生过程和特点，并用缺陷方程进行描述。

7．固体是如何降低系统的表面能的，为什么相同组成的固体的表面能总是高于液体的表面能？

8．晶界有那些特点？如何观察它？

9.假定碳在α—fe(体心立方)和γ—fe（面心立方）中进行扩散，碳在α—fe中的d0和扩散活化能为j/mol，碳在γ—fe中的d0和扩散活化能为0.21和141284j/mol，计算8000c时各自的扩散系数并解释造成这一差别的原因。

10．c在fe（bcc晶格）中的扩散激活能是84000j/mol,如果晶界的扩散激活能是体扩散的1/2,同时两类扩散的d0值相同，试计算在300k和1000k温度下两种扩散系数的比值。

11.有一0.5mm厚的单晶si片，其一个端面上每107个原子包含两个ga原子，另一个端面经处理后ga浓度提高，试求在该晶面上每107个原子须包含几个ga原子才能是浓度梯度达到2×1026atoms/已知si的晶胞参数为0.

5407nm。