拓扑密堆结构:满足高配位数和密堆积要求所决定的晶体结构。
肖脱基缺陷:由一对正负离子空位构成的点缺陷。
弗兰克尔缺陷:由一个离子空位与一个同类填隙离子构成的点缺陷。
表面重构:表现为表面超结构的出现,即晶体平移对称周期,和晶胞基矢成倍扩大的结构状态。最常见超结构,缺列型重构,重组型重构。
反相畴界:相邻区域间有一非点阵平移,虽仍保持共格,只在界面处由正常的配对状态转变为非正常配对状态,这种界面叫做~
费伽定理:a=a1+(1-x)a2 a1是溶剂原子晶格常数,a2是溶质原子晶格常数,x是溶质原子含量。
逾渗:存在一个临界阈值,超过它方能产生气体的渗透,这种现象称为~
电子化合物:价电子浓度决定化合物结构的一类化合物。
准晶:具有准周期平移格子构造的固体,其中的原子常呈定向有序排列,但不作周期性平移重复,其对称要素包含与晶体空间格子不相容的对称。
液晶:分子取向为长程无序,从而呈现物理性质的各向异性,形成一种兼有部分晶体和液体性质的中间状态。
半共格相界: 界面处失配通过驰豫使错配局限于配位错处,其余大部分区域仅有甚小弹性畴变者称半共格相界。
共格相界:相界中界面完全有序,两相完全匹配称为~
色群 :超出空间群的对称群称为色群。
表面驰豫:表现在晶体结构基本相同,但点阵参数略有差异,特别是在表面与其下少数几个原子层间距的变化上,即法向驰豫。
柯氏气团:为降低位错与溶质原子间交互作用,溶质原子将聚集到位错线核心区附近形成柯氏气团。
楔形向错:绕圆盘轴旋转而成的线缺陷。
扭转向错:绕与圆盘轴垂直的轴旋转而成的线缺陷。
拓展位错:是一个全位错分解为两个不全位错,中间夹着一个堆垛层错的整个位错组态。
超离子导电材料:有些离子材料其扩散激活能非常低,在室温下也能有很高的电导率,这类离子晶体叫做离子导电材料。
热致液晶:将熔融的液体降温,当降温到一定程度后分子的取向有序化从而获得液晶态。
准晶:非晶体学对称性的三维准周期结构,与周期性结构不相容。
色心:部分俘获电子中心或俘获空穴中心的吸收带位位于可见光范围内,使晶体呈现不同颜色,这类中心叫做色心。
位错宽度:通常以相对位移量从b/4到3b/4的区域界定位错宽度δ。
调制结构:某种局域的原子特性的周期性分布。
固溶体的基本类型:置换固溶体;填隙固溶体;缺位固溶体。
空间群:指所有宏观对称性与微观对称性的总和。
玻璃态:实质上是一种过冷液体,其结构特点是短程有序,长程无序。
单胞:两个基矢确定的平行四边形。
刃形位错:位错线与滑移方向垂直。
螺形位错:位错线与滑移方向平行。
混合型位错:位错线与滑移方向成任意角度。
表面偏析:固溶体中溶质原子在表面层产生富集的现象。
1.请计算cantor杆的分维数。
d=lnk/lnl d是维数,k是获得原来的集合对象的个数,l是放大倍数。cantor杆,尺度增加3倍,单元数只为原来的2倍,这样 d=ln2/ln3 =0.6309:
;sierpinski毯,尺度增加3倍,单元数增加了8倍,即d=ln8/ln3=1.892
2.请简要指出形成层错的几种主要途径。
1)在晶体生长中,以六方密堆积面的堆垛而生长晶体时,由于以正常和不正常顺序堆垛时的能量相差很小,偶然因素很容易造成错误堆垛而形成层错;
2)过饱和点缺陷在密排面上的聚集,在通过驰豫过程形成层错。空位聚集成盘状,通过塌陷式的驰豫形成的是抽出型层错;自填隙源于聚集成片,当然是形成插入型层错;
3)晶体塑性变形。
4.从钢球密堆模型说明密排六方晶体结构的堆垛机制。
设想在一个无限大的平面上,用一系列的圆盘排列,则最密的排列一定是六角排列。设想将原子看成互相吸引的钢球,在相互作用能最小的情况下,这些钢球倾向于密集的排列,形成所谓的密堆结构。如果密排面按ababab的排列顺序,则这个结构为密排六方结构。
5.试说明晶体为什么只有1,2,3,4,6次旋转对称。
设a,b为两个阵点,含有旋转对称,则对应b点的轴对a作旋转,可以得到a’,同样对应a的旋转轴,对b进行旋转操作,可以得到b’。因为a’b’均为阵点,则a’b’=nab,n为整数。因此n=1-2cosθ,n=-1,0,1,2,3对应的角度为0°,60°,90°,120°,180° 由此可见,晶体只有1.
2.3.4.
6次旋转对称。
6.为什么不同固溶体会出现无序、偏聚和有序等分布情况?
1,原子尺寸:当溶质原子与溶剂原子的半径差超过14-15%时,不利于固溶体的形成。
2化学亲和力:两种元素的化学亲和力越强,越容易形成稳定化合物,不易形成固溶体。3向对价效应:低价金属在**金属中有底的溶解度,**金属在低价金属中溶解度相对较好。
9、为什么高温下的合金倾向于无序相。
高温时,熵较大,自由能较小,平衡相将是无序程度大的无序相,所以……
11、高温相一般是对称性高的相的原因。
高温相是无序相,低温相是有序相,有序相的出现总是和丧失对称性联系,即低温有序相相对于高温无序相丧失了一些对称元素,因此高温相一般是对称性高的相。
15、表面能怎样决定晶体的形貌。
由于降低自由能的要求,系统将倾向于缩小其表面积,这相当于表面上任一个面元的周界上都会受到一个力的作用。在平衡状态下生长晶体时,在体自由能保持恒定的情况下,自由能极小条件可以归结为表面能极小。其平衡态是球形。
三、请指出多晶铜的多层次结构(从宏观到原子)和相应的检测方法。
最低的层次起始于晶体结构单胞,其尺寸为1nm量级(扫描电子显微镜);高一层次即介观层次,位错为显著的结构特征,位错纠结可构成1μm米量级的位错“单胞”(x衍射实验);在晶粒层次,材料表现为晶粒的聚集体,相邻的晶粒内晶面分开,大的晶粒可达肉眼可见的1mm量级(金相实验,光学显微镜);而锻造的原材料本身的尺寸可达10cm(目测)。
8、产生点缺陷的方法及特点。
1)淬火,在晶体中点缺陷的热平衡随温度的下降而指数地减小;2)辐射,在金属晶体中,只有将原子由其正常位置打出来的粒子才能产生点缺陷;3)离子注入,用高能离子轰击材料将其嵌入近表面区域的一种工艺;4)非化学配比;5)塑性形变,其物理本质是晶体中错位的大量滑移。
14、扩展位错(面心立方)的产生过程。
扩展位错是一个全位错分解为两个不全位错,中间夹着一个堆垛层错的整个位错组态。位错在滑移过程中为了躲避较高能量,将滑移过程分为两步,取能量较低的方向滑移,原位错一分为二,中间形成堆垛层错进而形成拓展位错。
12、元素周期表中元素的晶体结构分布规律。
a类元素(cu、ag、au)左侧的元素大多数是面心立方、体心立方和密排立方结构。b类元素(cu、ag、au)右侧的元素晶体结构基本上决定于具有方向性的价键。靠左则的元素较复杂,多数不具有典型的晶体结构。
7.请介绍从连续介质中获得线缺陷的基本步骤及其线缺陷分类。
晶体中大量的过饱和点缺陷可以聚集成盘,空位盘相当于局部取走一层多余介质,填隙盘相当于局部填进一层介质,空位盘的崩场合填隙盘撑开两侧晶面则相当于剖面两岸的相对位移,最终形成的是位错环。如果在连续介质内部沿任意面剖开,外应力使剖面的两岸作相对位移,去除重叠部分,空隙处填以同种材料后完整地胶合起来,然后撤去外应力,则此物体必然存在内应力。
分类:位错、相错。
拓扑密堆结构:满足高配位数和密堆积要求所决定的晶体结构。
肖脱基缺陷:由一对正负离子空位构成的点缺陷。
弗兰克尔缺陷:由一个离子空位与一个同类填隙离子构成的点缺陷。
表面重构:表现为表面超结构的出现,即晶体平移对称周期,和晶胞基矢成倍扩大的结构状态。最常见超结构,缺列型重构,重组型重构。
反相畴界:相邻区域间有一非点阵平移,虽仍保持共格,只在界面处由正常的配对状态转变为非正常配对状态,这种界面叫做~
费伽定理:a=a1+(1-x)a2 a1是溶剂原子晶格常数,a2是溶质原子晶格常数,x是溶质原子含量。
逾渗:存在一个临界阈值,超过它方能产生气体的渗透,这种现象称为~
电子化合物:价电子浓度决定化合物结构的一类化合物。
准晶:具有准周期平移格子构造的固体,其中的原子常呈定向有序排列,但不作周期性平移重复,其对称要素包含与晶体空间格子不相容的对称。
液晶:分子取向为长程无序,从而呈现物理性质的各向异性,形成一种兼有部分晶体和液体性质的中间状态。
半共格相界: 界面处失配通过驰豫使错配局限于配位错处,其余大部分区域仅有甚小弹性畴变者称半共格相界。
共格相界:相界中界面完全有序,两相完全匹配称为~
色群 :超出空间群的对称群称为色群。
表面驰豫:表现在晶体结构基本相同,但点阵参数略有差异,特别是在表面与其下少数几个原子层间距的变化上,即法向驰豫。
柯氏气团:为降低位错与溶质原子间交互作用,溶质原子将聚集到位错线核心区附近形成柯氏气团。
楔形向错:绕圆盘轴旋转而成的线缺陷。
扭转向错:绕与圆盘轴垂直的轴旋转而成的线缺陷。
拓展位错:是一个全位错分解为两个不全位错,中间夹着一个堆垛层错的整个位错组态。
超离子导电材料:有些离子材料其扩散激活能非常低,在室温下也能有很高的电导率,这类离子晶体叫做离子导电材料。
热致液晶:将熔融的液体降温,当降温到一定程度后分子的取向有序化从而获得液晶态。
准晶:非晶体学对称性的三维准周期结构,与周期性结构不相容。
色心:部分俘获电子中心或俘获空穴中心的吸收带位位于可见光范围内,使晶体呈现不同颜色,这类中心叫做色心。
位错宽度:通常以相对位移量从b/4到3b/4的区域界定位错宽度δ。
调制结构:某种局域的原子特性的周期性分布。
固溶体的基本类型:置换固溶体;填隙固溶体;缺位固溶体。
空间群:指所有宏观对称性与微观对称性的总和。
玻璃态:实质上是一种过冷液体,其结构特点是短程有序,长程无序。
单胞:两个基矢确定的平行四边形。
刃形位错:位错线与滑移方向垂直。
螺形位错:位错线与滑移方向平行。
混合型位错:位错线与滑移方向成任意角度。
表面偏析:固溶体中溶质原子在表面层产生富集的现象。
1.请计算cantor杆的分维数。
d=lnk/lnl d是维数,k是获得原来的集合对象的个数,l是放大倍数。cantor杆,尺度增加3倍,单元数只为原来的2倍,这样 d=ln2/ln3 =0.6309:
;sierpinski毯,尺度增加3倍,单元数增加了8倍,即d=ln8/ln3=1.892
2.请简要指出形成层错的几种主要途径。
1)在晶体生长中,以六方密堆积面的堆垛而生长晶体时,由于以正常和不正常顺序堆垛时的能量相差很小,偶然因素很容易造成错误堆垛而形成层错;
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