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一、填空题

1． 当有少量的CaO 掺杂到ThO 中时，写出可能存在的缺陷反应方程式及其固溶式，缺陷反应方程式:_____和_____；对应的固溶式：_____和_____.

【答案】

2． 细化晶粒不但可以提高材料的_____，同时还可以改善材料的_____和_____。

【答案】强度；塑性；韧性

3． 结晶过程中晶体界面向液相推移的方式被称为_____，与液固界面的微观结构有关。

【答案】晶体长大机制

4． 非均匀形核模型中晶核与基底平面的接触角_____

,

_____表明不能促进形核。

所以当

时

，

当

时

，

模壁或杂质表面对形核没有帮助，不能促

进形核。

5． 马氏体相变具有以下的一些特征：_____、_____、_____和_____等。

【答案】存在习性平面；取向关系；无扩散性；速度快（或没有特定的相变温度）

6． 上坡扩散是指_____。扩散的驱动力是_____。

【答案】由低浓度向高浓度方向的扩散；化学势的改变

7． 常见的金属晶体有三种结构：_____、_____、_____。

【答案】bcc ；fcc ；hcp

8． 当过冷液体中出现一个晶胚时，总的自由能变化AG 可写为_____，当值称为_____，其大小决定于_____和_____

，【答案】

表明形核功为均匀形核功的

【答案】一半；

【解析】由于非均匀形核功与均匀形核功有如下关系式：

时，

所得的

变小意味着形核数目_____。

临界晶核半径；过冷度；比表面能；增多

二、简答题

9． 立方形晶体中的位错环ABCDA 如图所示。AB 段和CD 段平行于Z 轴，AD 段和BC 段平行于X 轴，位错环的柏氏矢量b 平行于Y 轴，AD=d。刃位错的应力场如下

和螺位错的应力场

公式

（1）指出各段位错线是什么性质的位错（如为螺位错，指出其是左旋或右旋；如为刃位错，指出其半原子面）。

（2）AB 段对CD 段单位长度的作用力是多大，在什么方向？ （3）在外应力

作用下，单位长度各段位错所受的力各是多大，在什么方向？

图

【答案】（1）AB 、BC 、CD 、DA 段均为刃位错，位错环外的平面为半原子面。 （2）（3）AB 段

：CD 段：

一y 方向。

BC 段：不受力。

y 方向。

DA 段：不受力。

10．有错误的A-B 二元系平衡相图如图（a ）所示。 （1）在改动量最少的前提下改正图中的错误。

（2）说明错误的理由。

【答案】（1）经改正的相图如图（b ）所示。 （2）根据相律及相区接触法则，原图中有4处错误： ①e 、d 两点应重合。因为对组元A ，它相当于一元系，由度为零，温度不变；

②kin 线应该水平。既然有三个两相区及三个单相区与之相接，它就应该是一个三相平衡区，故为一条水平线；

③与fghij 线相接的应是三个而不是四个单相区； ④水平线cb 应是三相平衡（包晶反应）线。

两相平衡（同素异构转变）时，自

a ）有错误的；b ）经改正的 图A-B 二元平衡相图

11．解释施主态、受主态和受主能级。

【答案】非晶态半导体与晶态相比较，其中存在大量的缺陷。这些缺陷在禁带之中引入一系列局域能级，它们对非晶态半导体的电学和光学性质有着重要的影响。四面体键非晶态半导体和硫系玻璃，这两类非晶态半导体的缺陷有着显著的差别。

非晶硅中的缺陷主要是空位、微空洞。硅原子外层有四个价电子，正常情况应与近邻的四个桂原子形成四个共价键。存在有空位和微空洞使得有些硅原子周围四个近邻原子不足，而产生一些悬挂键，在中性悬挂键上有一个未成键的电子。

悬挂键还有两种可能的带电状态：释放未成键的电子成为正电中心，这是施主态；接受第二个电子成为负电中心，这是受主态。它们对应的能级在禁带之中，一个能级不被电子占据时呈中性，被电子占据时带负电，则被称为受主能级。一个能级被电子占据时呈中性，不被电子占据时带正电，则被称为施主能级。

半导体掺施主或受主杂质时会在禁带内引入杂质能级。施主杂质引入施主能级，受主杂质引入受主能级。因为受主态表示悬挂键上有两个电子占据的情况，两个电子间的库仑排斥作用，使得受主能级位置高于施主能级，称为正相关能。施主能级重要分布于高于费米能级的能带，受主能级重要分布于低于费米能级的能带。