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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． 位错

【答案】位错是指晶体中的一维缺陷或线状缺陷。

3． 离子键

【答案】离子键是通过两个或多个原子或化学基团失去或获得电子而成为离子后形成的。带相反电荷的离子之间存在静电作用，当两个带相反电荷的离子靠近时，表现为相互吸引，而电子和电子、原子核与原子核之间又存在着静电排斥作用，当静电吸引与静电排斥作用达到平衡时，便形成离子键。因此，离子键是阳离子和阴离子之间由于静电作用所形成的化学键。

4． 扩展位错

【答案】一个全位错分解为2个Shockley 不全位错，这样的2个Shockley 位错一起被称为扩展位错。

5． 置换固溶体

【答案】溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。当溶剂和溶质原子直径相差不大，一般在15%以内时，易于形成置换固溶体。铜镍二元合金即形成置换固溶体，镍原子可在铜晶格的任意位置替代铜原子。

二、简答题

6． 简明解释为什么晶格中两个电子可以由吸引作用而形成库柏对。

【答案】电子间通过交换格波声子而产生间接的相互作用，例如波矢为的电子发射一个波矢为?

的声子被散射

到波矢为

子进入波矢为

由kl 散射

到的状态，

第二个电子本来的波矢为吸收了第一个电子发射的声的状态。另一过程是第一个电子吸收一个由第二个电子发射的波矢为的声子而第二个电子则从散射

到按照量子理论，如果能量

差

，则相互作用能为负，即电子间具有净的吸引作用而是声子角频率）

形成库柏对。显然，只有在费密面附近的

满足上述条件。

第 2 页，共 19 页 是德拜角频率）范围内的电子才能

7． 在晶体中插入附加的柱状半原子面能否形成位错环？为什么？

【答案】不能形成位错环。假设能形成位错环，由于插入的是附加的柱状半原子面，则该位错环各处均为刃型位错，根据刃型位错的则该位错环每一线元对应的b 应沿着径向，也就是说环上各线元对应的b 不同，这与一条位错线只有一个b 相矛盾。

8． 试画出立方晶体中的（123）晶面和晶向。

【答案】如图所示。

图

9． 为什么单相金属的晶粒形状在显微镜下多为六边形？

【答案】在晶粒互相接触的二维图形中，晶界的交叉点应是由3根晶界相交，如果是4根以上晶界相交，从能量降低即交叉点处微元面积中晶界总长最短的原则出发，通过几何分析可以得出1个四叉晶界一定会自发分解为2个三叉晶界。在三叉交点处，3个晶界必然会自发调整位置以实现界面张力的力学平衡，其数学表示式为：

为满足上式的晶界交叉点的力学平衡关系，晶界并不要求一定是直的，仅要求在结点处，3个晶界切线枝晶间的夹角满足上式。如果考虑单相合金，设定3个晶界能相等，则结点处的平衡条件

是所以单相金属的晶粒形状在显微镜下多为六边形。

10．扩散第一定律的应用条件是什么？对于浓度梯度随时间变化的情况，能否应用用扩散第一定律？

【答案】扩散第一定律应用条件为稳态扩散，即质量浓度不随时间而变化。非稳态扩散情况下通常也可应用扩散第一定律，但必须进行修正使之大致符合直线的情况下才可使用。

11．在立方晶胞中画出

【答案】如图所示。

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图

12．在室温下对铁板（其熔点为1538°C ）和锡板（其溶点为232°C ）分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？

【答案】由可知，在室温下，Fe 加工为冷加工，Sn 加工为热加工。随着对其进行来回弯折，铁板发生加工硬化，塑性下降很快，硬度及脆性很大，随着继续变形，最终导致铁板断裂；Sn 板属于热加工，不会发生加工硬化的现象，但由于热加工会产生动态再结晶，会出现加工流线及带状组织，使材料的力学性能呈现各向异性，顺纤维的方向较垂直于纤维方向具有较高的力学性能，经过长时间弯折会变得弯曲。

13．写出立方晶系中<110>和<123>晶向族所包含的所有晶向。 【答案】共6个晶向。

共24个晶向。

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