2017年桂林电子科技大学223材料科学基础考研复试核心题库
● 摘要
一、名词解释
1． 偏析
【答案】偏析是指合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象。
2． 晶体
【答案】晶体是原子、分子或离子按照一定的规律周期性排列组成的固体。
二、简答题
3． 试写出原子序数为11的钠与原子序数为20的钙原子的电子排列方式。
【答案】钠原子的原子序数为11，有11个电子。电子首先进入能量最低的第一壳层，它只有s 态一个亚壳层，可容纳2个电子，电子状态计作
个和6个电子，电子状态计作
排列为：然后逐渐填入能量较高的2s 、2p , 分别容纳2第11个电子进入第三壳层的s 态。所以，钠原子的电子钙原子有20个电子，填入第一壳层和第一壳层电子的状态与钠原子相似。当电子填入第三壳层s 态和p 态后仍有2个剩余电子。因为4s 态能量低于3d 态，所以这两个剩余电子不是填入3d 态，而是进入新的外壳层上的4s 态。所以，钙原子的电子排列为
：
4 设在简单立方晶体中有一个位于滑移面ABCD 上的位错环abed , 其柏氏矢量b ．、所受切应力如图1所示，回答下列问题：
（1）指出位错环abed 中各段位错线的类型。
（2）画出位错环abed 移出晶体后晶体所产生的滑移量及所产生变形的方向。
图
【答案】（1）位错线ab 和位错线cd 的方向矢量都和其柏氏矢量b 垂直，故它们属于刃型位错；而位错线be 和位错线da 的方向矢量都和其柏氏矢量b 平行，故它们属于螺型位错。
（2）位错环abed 全部移出晶体后，晶体会产生宽度为一个柏氏矢量的滑移量，所产生变形的方向与切应力t 的方向一致，如图2所示。
图2
5． 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。
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是德拜角频率）范围内的电子才能
满足上述条件。
7． 定性比较陶瓷材料、金属材料、高分子材料的弹性模量的高低，并从材料中结合键的角度分析存在差异的原因。
【答案】（1）三类材料中，陶瓷材料的弹性模量最大，金属材料的弹性模量次之，高分子材料的弹性模最小。
（2）原因：材料弹性模量的大小取决于材料中结合键的强弱。①陶瓷材料由很强的离子键或共价键结合，故其弹性模量很大；②金属材料由较弱的金属键结合，故其弹性模量较小；③高分子材料分子链中为很强的共价键，但分子链间由很弱的二次键结合，故其弹性模量很小。
8． 请在Mg 的晶胞图中画出任一对可能的双滑移系统，并标出具体指数。
【答案】Mg 为HCP 结构，其滑移系统为
图中标出一组可能的双
滑移系统：
图
三、计算题
9． 从晶体结构和堆操模式来说明FCC 与HCP 的相似性。
【答案】主要从HCP 和FCC 两种晶体按密排面的堆垛次序来讨论。
HCP 晶体的密排面为（0001）面。从图1可以看出晶胞中部
错动了而顶层又相对于中间层错动了的密排原子层相对于底层因此，沿[0001]方向看，底层和顶层原
子是重合的。也就是说，HCP 晶体按（0001）密排面的堆垛次序是
FCC 晶体的密排面是（111）面。如图2所示，第二层（111）面上的W 原子和第一层（111）面上的X 、Y 、Z 原子相切，投影应该在XYZ 三角形的重心上。因此，
第二层相对于第一层错动了
同样，第三层（111）面相对于第二层也错动了
的位移应该是
即向方向移动了一个原子间距。因此，FCC 晶体按照（111）面的堆垛次序是 由此得到，第四层相对于第一层
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