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一、名词解释

1． 致密度

【答案】致密度是表示晶胞中原子所占的体积与晶胞体积的比值，是衡量原子排列紧密程度的参数，致密度越大，晶体中原子排列越紧密，晶体结构越致密。

2． 上坡扩散

【答案】上坡扩散是指原子从低浓度向高浓度处的扩散，扩散的驱动力是化学位梯度。

二、简答题

3． 试说明多晶体金属塑性变形时，晶粒越小强度越高、塑性越好的原因。

【答案】多晶体金属塑性变形时，晶粒越小强度越高，塑性越好的原因是：

（1）由于晶粒细小，各晶粒中可供塞积位错的滑移面较短，塞积位错的数量n 也少，由位错塞积引起的应力集中小而分散，迫使相邻晶粒位错源开动就较为困难，故屈服强度较高。

（2）晶粒细小而数目很多，在相同外力作用下，处于滑移有利方位的晶粒数量也会增多，使众多的晶粒参加滑移，滑移量分散在各个晶粒中，应力集中小，这样在金属变形时引起开裂的机会小，直至断裂之前，能获得较大的塑性变形量。

4． 用位错理论分析纯金属与两相合金在冷形变加工时，在产生加工硬化机理上有何区别？

【答案】（1）对于纯金属单晶体，使其产生加工硬化的机理主表现在位错增殖、位错运动及位错的交互作用、以及位错反应三个方面：首先，对于位错増殖来说，位错源开动，位错增殖使位错密度增大；其次，位错运动时会受到点阵阻力，并且在位错之间发生交互作用的情况下，会形成割阶、缠结等，也会使其运动阻力增大；第三，位错之间还会发生位错反应，形成如洛玛位错、L-C 位错等的固定位错，从而造成位错塞积，使位错运动阻力进一步增大。综上三个方面使位错运动阻力增大从而产生加工硬化。

（2）对于纯金属多晶体而言，在纯金属单晶体加工硬化的机理的基础上多出了晶界造成的位错塞积作用，其位错运动阻力进一步增大。

（3）对于两相合金而言，首先，若基体相为固溶体，其加工硬化机理又比纯金属多晶体多出了固溶强化方面的作用，即一方面溶质原子会与位错发生弹性交互作用，形成柯垂尔气团，另一方面溶质原子会与位错发生化学交互作用形成铃木气团，这两个方面的原因使位错运动阻力进一步增大；其次，若第二相为硬的颗粒相，其加工硬化机理与固溶体合金相比，还存在分散强化机制，即奥罗万机制和位错切割第二相机制使位错运动阻力更进一步增大。

5． 金属材料、陶瓷材料及高分子材料各是以何种机制导热的？

【答案】金属材料主要靠自由电子导热；陶瓷材料主要靠声子导热；高分子材料主要靠分子导热。

6． 体心单斜点阵是不是一个新的点阵？

【答案】做出体心单斜点阵的晶胞图，并通过其体心做出新的晶胞图，如图所示。可见，体心单斜点阵可以连成底心单斜点阵，因而不是新的点阵。

体心单斜点阵可连接成底心单斜点阵

7． 画出下述物质的一个晶胞：

金刚石 NaCl 闪锌矿 纤锌矿 石墨

【答案】金刚石、NaCl 、闪锌矿、纤锌矿、石墨的晶胞分别如图所示。

图

a ）金刚石；b ）NaCl ；c ）闪锌矿（立方ZnS ）；d ）纤锌矿（六方ZnS ）；e ）石墨

8． 举例或画图说明什么是小角晶界的位错模型？描述大角晶界有何模型？其含义是什么？

【答案】（1）小角晶界主要是指相邻晶粒位相差小于10°的晶界，而根据相邻晶粒之间位相差的形式不同又可将其分为倾斜晶界、扭转晶界和重合晶界等。

对称倾斜晶界可看做把晶界两侧晶体互相倾斜的结果，其晶界结构可看是由一列平行的刃型位错所构成，位错的间距与柏氏矢量之间的关系为

不对称倾斜晶界结构可看成由两组柏氏矢量相互垂直的刃型位错交错排列而成。

扭转晶界可看成是两部分晶体绕某一轴在一个共同的晶面上相对扭转一个0角所构成的，扭转轴垂直于这一共同的晶面，其结构可看成由互相交叉的螺型位错所组成。

（2）大角度晶界多为多晶体材料中各晶粒之间的晶界。大角度晶界上原子排列比较紊乱，但也存在一些比较整齐的区域，因此其晶界可看成由坏区与好区交替相间组合而成，主要有“重合位置点阵”模型、非晶模型和小岛模型。

三、计算题

9． 石英

（1）lc 求： 中有多少个Si 原子与0原子？

有60.lg 。因此，可计算在单元的数目n ，此数目n 也是（2）若Si 与0的半径分别为0.038nm 与0.114nm ，其堆积因子p 为多少？ 【答案】（1）每lmol 的

中硅原子的数目。故Si 的原子数目为

O 原子的数目为

（2）计算n 个Si 及2n 个0原子的体积（假设原子是球形的）。

即在的空间中，仅有的体积被Si 占据，仅有的体积被0占据。按堆积因子的定义，=0.006+0.328=0.334。