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一、名词解释

1． 全位错与不全位错

【答案】全位错是指柏氏矢量等于晶体点阵矢量的位错；不全位错是指柏氏矢量不等于晶体点阵矢量的位错。

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。

3． 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。

4． 金属键

【答案】金属键是金属正离子与自由电子之间的相互作用所构成的金属原子间的结合力。

5． 过冷度

【答案】过冷度是指相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生相转变，平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。

二、简答题

6． 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。

7． 液态金属在结晶时如何细化晶粒？

【答案】常用的方法有：

（1）增加过冷度。可以增加结晶的驱动力，

降低临界形核功

增加形核率；

（2）变质处理。烧注前加入形核剂，利用异质形核来细化晶粒；

（3）机械（或电磁）振动、搅拌。

总之，增加形核率，降低长大速度，就可以细化晶粒。

8． 在铁的晶体中固溶有碳原子和镍原子，问在同一温度下，碳原子和镍原子各以什么机制进行扩散，为什么？其中哪一种原子具有更大的扩散系数，为什么？

【答案】碳原子以间隙扩散机制进行扩散，因为Fe-C 合金为间隙固溶体，碳原子半径比较小，间隙扩散不会引起较大的点阵畸变。

镍原子以空位扩散机制进行扩散，因为Fe-Ni 合金为置换固溶体，镍原子比较大，难以通过间隙机制从一个间隙位置迁移到邻近的间隙位置，因为这种迁移将导致很大的点阵畸变。

碳原子具有更大的扩散系数。因为空位扩散激活能除了需要原子跳跃所需的内能外，还比间隙扩

散増加一项空位形成能。根据所以碳原子具有更大的扩减小临界晶核半径散系数。

9． 已知某铜单晶试样的两个外表面分别是（001）和（111）。请分析当此晶体在室温下滑移时，在上述每个外表面上可能出现的滑移线彼此成什么角度？

【答案】可能的滑移面为{111}晶面族，它们与（001）面的交线只可能有[110]和

线彼此平行或垂直。滑移面与（111

）面的交线可能有

或成60°角。

，所以滑移，所以滑移线彼此平行

10．根据相图，铁碳合金中的渗碳体相可能存在有五种不同的形态，按照形成温度由高到低，依次是：一次渗碳体，共晶渗碳体，二次渗碳体，共析渗碳体和三次渗碳体。请画出含有上述五种渗碳体的铁碳合金的组织示意图（一种合金中可包含一种或多种形态的渗碳体），并标明渗碳体组织的名称。

【答案】如图所示。

一次渗碳体是从液相中直接析出的，

只有在含碳量的铁碳合金（白口铸铁）中才能见

，如图（a ）中白色条状组织所示。 到。其形貌是大块的板条（过共晶白口铸铁中）

二次渗碳体是过共析钢退火平衡组织，是从奥氏体中析出的，一般分布在原奥氏体晶界，呈网状，又称网状渗碳体，如图（b ）所示。

（a ）条状（b ）网状

图 和P 中的层状渗碳体； （c ）铁素体晶界上的（d ）共晶渗碳体（白色区域）

三次渗碳体是从铁素体中析出的，分布在铁素体晶界上，由于量较少，呈现断续蛇状分布。一般只在工业纯铁中可以看到，如图（c ）所示。

珠光体中的渗碳体叫做共析渗碳体，呈现为层片状形态，如图（b ）所示。

共晶莱氏体组织中的渗碳体叫做共晶渗碳体，是共晶组织的基体，呈现连续分布，如图（d ）所示。

11．试画出立方晶体中的（123）晶面和晶向。

【答案】如图所示。