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一、简答题

1． —个

写出交滑移系统。

【答案】所有包含螺位错方向的面都是滑移面，对于FCC 晶体滑移面（111）来说，只有（111）

与包含I 故若发生交滑移，一定是从（111）面到面。

2． 在面心立方晶胞中，分别画出（101）、并指出哪些是滑移面、滑移方向；就图中情况能否构成滑移系？

【答案】见图。

的螺位错在（111）面上运动。若在运动过程中遇到障碍物而发生交滑移，请

图

3． 请简单说明层错能高低对螺型位错交滑移的影响，及其对金属加工硬化速率的影响。

【答案】（1）层错能高低对螺型位错交滑移的影响：

①在变形过程中，层错能高的金属，其高层错使得全位错不易发生分解，遇到阻碍时，可以通过交滑移继续运动，不会发生中断，直到与其他位错相遇形成缠结而后停止；

②层错能低的金属，由于其全位错容易分解为两个不全位错，难以发生交滑移，只能通过两个不全位错的运动来完成，所以位错组态的运动性差。

（2）在螺型位错交滑移过程中，由于同一滑移面上的两个异号的螺型位错相遇可以相互抵消，从

而降低位错的增殖速率。而对于层错能低的金属难以发生交滑移，因此变形过程中位错增殖速率大，从而导致加工硬化速率増大。

4． 在FCC 晶体的滑移面上画出螺型Shockley 分位错附近的原子组态。

【答案】如图所示

。

图 晶体中螺型Shockley 分位错附近的原子组态

5． 请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。

【答案】（1）相同点是：二者都是恒温、恒成分的转变；相图上均表现为水平线。

（2）不同点：

①共晶为分解型反应，包晶为合成型反应；

②共晶线整个过程全是固相线，包晶线只是部分为固相线；

③共晶三角在水平线以上，包晶三角在水平线以下。

6． 简述聚合物晶体形态和金属晶体形态的异同。

【答案】聚合物的晶体以各种形式存在，如单晶、球晶、串晶、柱晶和伸直链晶等。

（1）单晶。凡是能够结晶的聚合物，在适当的条件下都可以形成单晶。单晶只能从极稀的聚合物溶液（浓度一般低于0.01%）, 加热到聚合物熔点以上，然后十分缓慢地降温制备。得到的单晶只是几个微米到几百微米大小的薄片状晶体，

但是具有规则外形。单晶的晶片厚度约为

方向的，而聚合物分子链一般有几千条以上，因此认为晶片中分子链是折叠排列的。

（2）球晶。聚合物从浓溶液或熔体冷却时，往往形成球晶一一一种多晶聚集体。依外界条件不同，可以形成树枝晶、多角晶等。球晶可以生长得很大，最大可达到厘米级，用光学显微镜很容易在正交偏振光下观察到球晶呈现的黑十字消光图形。球晶中分子链总是垂直于球晶半径方向。

（3）串晶。在应力作用下的聚合物结晶，一般不一定形成球晶，而是形成纤维状晶体。这种晶体中心为由伸直链构成的微束原纤结构，周围申着许多折叠链片晶。随着应力的增大和伸直链结构增多。其力学强度提高。具有这种结构的制品，由于没有球晶那种散射作用而呈透明状。

（4）柱晶。聚合物熔体在应力作用下冷却结晶时，若是沿应力方向成行地行成晶核，由于晶体生长在应力方向上受到阻碍，不能形成完善的球晶，只能沿垂直于应力方向生长成柱状晶体。

（5）伸直链晶体。聚合物在极高的压力下结晶，可以得到完全由伸直链构成的晶片，称为伸直链

且与聚合物的相对分子质量无关，只取决于结晶时的温度和热处理条件。晶片中分子链是垂直于晶面

晶体。实验发现，在0.5GPa 压力下，200°C 时，让聚乙烯结晶200h , 则得到晶片厚度与分子链长度相当的晶体，晶体密度为由于伸直链可能人幅度提高材料的力学强度，因此提高制品中伸直链的含量，是使聚合物力学强度接近理论值的一个途径。

7． 冷加工金属加热时发生回复过程中位错组态有哪些变化？

【答案】回复是通过位错运动造成材料中储能的降低。位错运动所实现的有两个主要过程，这就是位错的相消与重排。两个过程的实现，有赖于位错滑动、攀移和交滑移。

回复的过程可归结为三种主要机制：亚晶规整化；多边化；亚晶的合并一亚晶结构合并是相邻亚晶通过转动而重合的过程，亚晶合并的另一种机制可以通过低角度界面的迁移来进行，最小的亚晶消失，而较大的则生长，这类似于晶粒长大。

8． 示意画出n 型半导体电导率随温度的变化曲线，并用能带理论定性解释上述曲线。

【答案】（1）如图所示。

图

（2）n 型半导体中的载流子包括掺杂的施主电子及本征半导体固有的电子和空穴，但施主电子跃迁所需克服的能垒小于本征电子和空穴跃迁所需克服的能垒

①温度较低时，本征电子和空穴的热激活跃迀几率很小，而施主电子跃迁几率较大且随温度升高而呈指数增大，此时电导率主要由掺杂的施主电子提供。

②当施主电子全部跃迁或称耗竭，而本征电子和空穴的热激活跃迁几率仍然很小，载流子浓度几乎不随温度升高而变化，电导率几乎为常数。

③温度进一步升高，本征电子和空穴的热激活跃迁几率明显呈指数增大，电导率也随之呈指数增大。