材料科学与工程基础第二版课后答案

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无机材料科学基础教程(第二版)课后答案

标签:文库时间:2025-02-14
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第一章 晶体几何基础

1-1 解释概念:

等同点:晶体结构中,在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。 空间点阵:概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。 结点:空间点阵中的点称为结点。

晶体:内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 对称:物体相同部分作有规律的重复。

对称型:晶体结构中所有点对称要素(对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴)的集合为 对称型,也称点群。

晶类:将对称型相同的晶体归为一类,称为晶类。

晶体定向:为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置,在晶体中引入一个坐标系统的过程。

空间群:是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。

布拉菲格子:是指法国学者A.布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原则,将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格子。 晶胞:能够反应晶体结构特征的最小单位。

晶胞参数:表示晶胞的形状和大小的6个参数(a、b、c、α 、β、γ ).

1-2 晶体结构的两个基本特征是什么?哪种几何图形可表示晶体的基本特征? 解答:⑴晶体结构的基本特征:

① 晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。 ② 晶体的内部质点呈对称分布,即晶体具有对称性。

⑵14种布

材料科学与工程基础第二版考试必备宝典 - 图文

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第1章绪论

1.材料科学与工程的四个基本要素

解:制备与加工、组成与结构、性能与应用、材料的设计与应用

2.金属﹑无机非金属材料﹑高分子材料的基本特性

解:①金属材料的基本特性:a.金属键;b.常温下固体,熔点较高;c.金属不透明,具有光泽;d.纯金属范性大、展性、延性大;e.强度较高;f.导热性、导电性好;g.多数金属在空气中易氧化。

②无机非金属材料的基本性能:a.离子键、共价键及其混合键;b.硬而脆;c.熔点高、耐高温,抗氧化;d.导热性和导电性差;e.耐化学腐蚀性好;f.耐磨损;g.成型方式:粉末制坯、烧结成型。

③高分子材料的基本特性:a.共价键,部分范德华键;b.分子量大,无明显熔点,有玻璃化转变温度(Tg)和粘流温度(Tf);c.力学状态有三态:玻璃态、高弹态和粘流态;d.质量轻,比重小;e.绝缘性好;f.优越的化学稳定性;g.成型方法较多。

第2章物质结构基础

1. 在多电子的原子中,核外电子的排布应遵循哪些原则?

解:泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则

2.电离能及其影响电离能的因素

解:电离能:从孤立原子中,去除束缚最弱的电子所需外加的能量。

影响因素:①同一周期,核电荷增大,原子半径

材料科学与工程 课后习题

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第一章 原子排列

本章需掌握的内容:

材料的结合方式:共价键,离子键,金属键,范德瓦尔键,氢键;各种结合键的比较及工程材料结合键的特性;

晶体学基础:晶体的概念,晶体特性(晶体的棱角,均匀性,各向异性,对称性),晶体的应用

空间点阵:等同点,空间点阵,点阵平移矢量,初基胞,复杂晶胞,点阵参数。

晶系与布拉菲点阵:种晶系,14种布拉菲点阵的特点;

晶面、晶向指数:晶面指数的确定及晶面族,晶向指数的确定及晶向族,晶带及晶带定律 六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。

典型纯金属的晶体结构:三种典型的金属晶体结构:fcc、bcc、hcp;

晶胞中原子数、原子半径,配位数与致密度,晶面间距、晶向夹角

晶体中原子堆垛方式,晶体结构中间隙。

了解其它金属的晶体结构:亚金属的晶体结构,镧系金属的晶体结构,同素异构性

了解其它类型的晶体结构:离子键晶体结构:MgO陶瓷及NaCl,共价键晶体结构:SiC陶瓷,As、Sb

非晶态结构:非晶体与晶体的区别,非晶态结构 分子相结构

1. 填空

1. fcc结构的密排方向是_______,密排面是______,密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是_____

材料科学与工程导论课后习题答案

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第一章 材料与人类

1.为什么说材料的发展是人类文明的里程碑?

材料是一切文明和科学的基础,材料无处不在,无处不有,它使人类及其赖以生存的社会、环境存在着紧密而有机的联系。纵观人类利用材料的历史,可以清楚地看到,每一种重要材料的发现和利用,都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产和人类生活带来巨大的变化。

2.什么是材料的单向循环?什么是材料的双向循环?两者的差别是什么? 物质单向运动模式:“资源开采-生产加工-消费使用-废物丢弃” 资源开采 冶金等初加工 原材料 工业原料 地球 进一步加工 组合加工制造 人类使用后失效 工程材料 废料 产品

双向循环模式:以仿效自然生态过程物质循环的模式,建立起废物能在不同生产过程中循环,多产品共生的工业模式,即所谓的双向循环模式(或理论意义上的闭合循环模式)。 地球 综合利用变为无害废物 综合利用变为无害废物 工业用原料 原材料 经过人类处理重新利用后的无害废物 工程材料 产品 废料 差别:单向循环必然带来地球有限资源的紧缺和破坏,同时带来能源浪费,造成人类生存环境的污染。

无害循环:流程性材料生产中,如果一个过程的输出变为另一个

“材料科学与工程基础”顾宜版第二章习题

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化工出版社的

“材料科学与工程基础”第二章习题

1.铁的单位晶胞为立方体,晶格常数a=0.287nm,请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。

2.在立方晶系单胞中,请画出:

(a)[100]方向和[211]方向,并求出他们的交角;

(b)(011)晶面和(111)晶面,并求出他们得夹角。

(c)一平面与晶体两轴的截距a=0.5,b=0.75,并且与z轴平行,求此晶面的密勒指数。

3.请算出能进入fcc银的填隙位置而不拥挤的最大原子半径。

4.碳在r-Fe(fcc)中的最大固溶度为2.11﹪(重量百分数),已知碳占据r-Fe中的八面体间隙,试计算出八面体间隙被C原子占据的百分数。

5.由纤维和树脂组成的纤维增强复合材料,设纤维直径的尺寸是相同的。请由计算最密堆棒的堆垛因子来确定能放入复合材料的纤维的最大体积分数。

6.假设你发现一种材料,它们密排面以ABAC重复堆垛。这种发现有意义吗?你能否计算这种新材料的原子堆垛因子?

7.在FCC、HCP和BCC中最高密度面是哪些面?在这些面上哪些方向是最高密度方向?

8.在铁中加入碳形成钢。BCC结构的铁称铁素体,在912℃以下是稳定的,在这温度以上变成FCC结构,称之为奥氏体。你预期哪一种结构能溶解更多碳?对你的答案作出解

“材料科学与工程基础”第二章习题 答案题目整合版 - 图文

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“材料科学与工程基础”第二章习题

1. 铁的单位晶胞为立方体,晶格常数a=0.287nm,请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。

ρ铁=7.8g/cm3 1mol铁=6.022×1023 个=55.85g

所以, 7.8g/1(cm)3=(55.85/6.022×1023)X /(0.287×10-7)3cm3

X=1.99≈2(个)

2.在立方晶系单胞中,请画出:

(a)[100]方向和[211]方向,并求出他们的交角; (b)(011)晶面和(111)晶面,并求出他们得夹角。

(c)一平面与晶体两轴的截距a=0.5,b=0.75,并且与z轴平行,求此晶面的密勒指数。 (a)[2 1 1]和[1 0 0]之夹角θ=arctg

或 cos??2 =35.26。 2[211][100]22?12?12*12?02?02[111][011]??2 , ??35.26? 3(b)cos??12?12?1202?12?122,??35.26? 3(c) a=0.5 b=0.75 z= ∞

倒数 2 4/3 0 取互质整数(3 2 0)

3、请算出能进入fcc银的填隙位置而不拥

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“材料科学与工程基础”第二章习题

1. 铁的单位晶胞为立方体,晶格常数a=0.287nm,请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。

ρ铁=7.8g/cm3 1mol铁=6.022×1023 个=55.85g

所以, 7.8g/1(cm)3=(55.85/6.022×1023)X /(0.287×10-7)3cm3

X=1.99≈2(个)

2.在立方晶系单胞中,请画出:

(a)[100]方向和[211]方向,并求出他们的交角; (b)(011)晶面和(111)晶面,并求出他们得夹角。

(c)一平面与晶体两轴的截距a=0.5,b=0.75,并且与z轴平行,求此晶面的密勒指数。 (a)[2 1 1]和[1 0 0]之夹角θ=arctg

或 cos??2 =35.26。 2[211][100]22?12?12*12?02?02[111][011]??2 , ??35.26? 3(b)cos??12?12?1202?12?122,??35.26? 3(c) a=0.5 b=0.75 z= ∞

倒数 2 4/3 0 取互质整数(3 2 0)

3、请算出能进入fcc银的填隙位置而不拥

二工大材料科学基础答案

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材料科学基础思考题

1. 解释下列名词的含义:

晶体:固态下原子或分子在空间呈有序排列,则称之为晶体 非晶体:固态下原子或分子在空间呈无序排列,则称之为非晶体 晶格:用于描述原子在晶体当中排列形式的空间格架(点阵) 晶胞:反映该晶体结构(点阵)的特点的最小组成单元称为晶胞 晶格常数:晶胞的几何特征可以用晶胞的三条棱边长a、b、c和三条棱边之间的夹角α、β、γ等六个参数来描述。称为点阵常数(晶格常数)

致密度:晶胞中包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比称为致密度(也称密排系数)。

晶面指数:实际表示一组原子排列相同的平行晶面。 晶向指数:实际表示一组原子排列相同的平行晶向。

晶体的各向异性:在晶体中, 不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同, 它们之间的结合力的大小也不相同, 因而金属晶体不同方向上的性能不同。这种性质叫做晶体的各向异性。

点缺陷:是指在三维尺度上都很小的, 不超过几个原子直径的缺陷。 线缺陷:指两维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷。 面缺陷:是指二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷

亚晶粒: 在多晶体的每一个小晶粒内,晶格位向也并非完全一致,而是存在着许多尺寸很小,位向差很小的小晶块,它们相互镶嵌形成晶粒,称为亚晶粒

亚晶界

无机材料科学基础课后答案

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第六章答案

6-1略。

6-2什么是吉布斯相律?它有什么实际意义?

解:相律是吉布斯根据热力学原理得出的相平衡基本定律,又称吉布斯相律,用于描述达到相平衡时系统中自由度数与组分数和相数之间的关系。一般形式的数学表达式为F=C-P+2。其中F为自由度数,C为组分数,P为相数,2代表温度和压力两个变量。应用相率可以很方便地确定平衡体系的自由度数。

6-3固体硫有两种晶型,即单斜硫、斜方硫,因此,硫系统可能有四个相,如果某人实验得到这四个相平衡共存,试判断这个实验有无问题?

解:有问题,根据相律,F=C-P+2=1-P+2=3-P,系统平衡时,F=0,则P=3,硫系统只能是三相平衡系统。

图6-1 图6-2

6-4如图6-1是钙长石(CaAl2Si2O)的单元系统相图,请根据相图回解:(1)六方、正交和三斜钙长石的熔点各是多少?(2)三斜和六方晶型的转变是可逆的还是不可逆的?你是如何判断出来的?(3)正交晶型是热力学稳定态?还是介稳态?

解:(1)六方钙长石熔点约1300℃(B点),正钙长石熔点约1180℃(C点),三斜钙长石的熔点约为1750℃(A点)。

(2)三斜与六方晶型的转变是可逆的。因为六方晶型加热到转变温度会转变

材料科学与工程 课后习题 - 图文

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第一章 原子排列

本章需掌握的内容:

材料的结合方式:共价键,离子键,金属键,范德瓦尔键,氢键;各种结合键的比较及工程材料结合键的特性;

晶体学基础:晶体的概念,晶体特性(晶体的棱角,均匀性,各向异性,对称性),晶体的应用

空间点阵:等同点,空间点阵,点阵平移矢量,初基胞,复杂晶胞,点阵参数。

晶系与布拉菲点阵:种晶系,14种布拉菲点阵的特点;

晶面、晶向指数:晶面指数的确定及晶面族,晶向指数的确定及晶向族,晶带及晶带定律 六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。

典型纯金属的晶体结构:三种典型的金属晶体结构:fcc、bcc、hcp;

晶胞中原子数、原子半径,配位数与致密度,晶面间距、晶向夹角

晶体中原子堆垛方式,晶体结构中间隙。

了解其它金属的晶体结构:亚金属的晶体结构,镧系金属的晶体结构,同素异构性

了解其它类型的晶体结构:离子键晶体结构:MgO陶瓷及NaCl,共价键晶体结构:SiC陶瓷,As、Sb

非晶态结构:非晶体与晶体的区别,非晶态结构 分子相结构

1. 填空

1. fcc结构的密排方向是_______,密排面是______,密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是_____