材料科学基础作业

发布 2022-07-13 19:33:28 阅读 3603

习题一.

写出七大晶系与点阵参数的关系。

答:三斜晶系:a≠b≠c,α≠90

单斜晶系:a≠b≠c,α=90,β≠90

正交晶系:a≠b≠c90

六方晶系:a1=a2=a3≠c,α=90°,γ120

菱方晶系:a=b=c,α=90

四方晶系:a=b≠c,α=90°

立方晶系:a=b=c,α=90°

习题二。 与纯金属相比,固溶原子的溶入对固溶体的哪些性能产生了影响?

答:固溶体中溶质原子的溶入对固溶体的以下性能产生了影响:

a) 点阵常数发生了变化,因为溶质原子与溶剂原子的半径不相同,对置换固溶体,当溶质原子的半径小于溶剂原子的半径时,会产生晶格收缩,当溶质原子的半径大于溶剂原子的半径时,产生晶格膨胀;对间隙固溶体,溶质原子的溶入引起点阵常数增加。

b) 产生固溶强化;

c) 物理和化学性能的变化,如电阻率、磁导率、电极电位等。

习题三。 面心立方晶体和体心立方晶体的晶胞原子数、配位数、致密度、密排面、四面体间隙、八面体间隙各是多少?

习题四。已知β-co为面心立方结构,1.画β-co晶胞结构示意图。

2. 画出立方晶系中的晶向指数[100]、[0]、[111]、[121],3.分别在三个坐标图中分别画出(12)、(120)、(321)。

4.写出面心立方的原子密排面和原子密排晶向指数。答:1.

习题五。习题七。

a)根据下表所给之值,确定哪一种金属可作为溶质与钛形成溶解度较大的固溶体:

ti hcp a=0.295nm r=0.1475nm

be hcp a=0.228nm r=0.114nm

al fcc a=0.404nm r=0.1428nm

v bcc a=0.304nm r=0.131nm

cr bcc a=0.288nm r=0.098nm

b)计算固溶体中溶质含量为10%(原子百分比)时,相应重量百分数为多少?

习题八。渗碳体(fe3c)是一种间隙化合物,它具有正交点阵结构,其点阵常数a=0.4514nm,b=0.

508nm,c=0.6734nm,其密度ρ=7.66g/cm3,试求每单位晶胞中fe原子与c原子的数目。

晶胞质量:7.66g/cm3×0.4514×10-7cm×0.508×10-7cm×0.673×10-7cm =1.182×10-21g

fe3c摩尔质量为:56g/mol×3+12 g/mol =180 g/mol

一个晶胞的物质的量为:(1.182×10-21g)/ 180 g/mol)=6.57×10-24mol

fe3c”的数目:(6.57×10-24mol)×(6.023×1023/mol)=3.96=4

fe3c化合物中每个晶胞内c原子4个,fe原子12个。

习题九。mgo具有nacl型结构。mg2+的离子半径为0.078nm,o2-的离子半径为0.132nm。试求mgo的密度(ρ)致密度(k)。

rb/ra=0.589>0.414

晶格常数::a=(0.078nm+0.132nm) ×2=0.42nm

晶胞体积:v=a3=0.074088nm3=7.4088×10-23cm3

4mg4o摩尔质量:161.24g/mol

晶胞质量:(161.24g/mol)/(6.023×1023/mol)=2.677×10-22g

晶体密度:(2.677×10-22g)/(7.4088×10-23cm3)=3.613 g/cm3

离子所占体积:4×(4/3) ×0.078nm)3+4×(4/3) ×0.132nm)3=0.04646nm3

致密度:k= 0.627

习题十。铯与氯的离子半径分别为0.167nm, 0.

181nm,试问a)在氯化铯内离子在<100>或<111>方向是否相接触?b)每个单位晶胞内有几个离子?c)各离子的配位数是多少?

d) ρ和k?

rb/ra=0.9226>0.732

a) 在<111>方向接触,在<100>方向不接触。

b) 铯离子与氯离子各一个。

c) 8d)

晶格常数::a=(0.167nm+0.181nm) ×2 / 1.732 =0.4018nm

晶胞体积:v=a3=0.06489nm3=6.489×10-23cm3

cscl的摩尔质量:168.35g/mol

晶胞质量:(168.35g/mol)/(6.023×1023/mol)=2.795×10-22g

晶体密度:(2.795×10-22g)/(6.489×10-23cm3)=4.307 g/cm3

离子所占体积:(4/3) ×0.167nm)3+(4/3) ×0.181nm)3=0.04435nm3

致密度:k= 0.6834

习题十一。试计算金刚石结构的致密度。

设c原子半径为r

晶胞体对角线长度为:8r

晶胞常数a=8r/

晶胞体积 v=a3=(8r/)3

c原子的体积vc=

致密度k==0.34

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