作業評講 材料科學基礎 習題一 P51 1 421 123 2 計算f c c 100 110 111 面間距 體心立方當h k l 奇數 面心立方當h k l不全為奇 偶 數時 修正為 2 3 計算f c c線密度 111 面密度 a 110 a 110 b c c f c c 晶體結構 原子線密度 晶向 b c c f c c 111 110 100 晶體結構 原子面密度 晶面 4 在面上繪出晶向 六方晶系中繪制晶向時 應先將四指數轉化成三指數 按三指數繪制 5 畫六方系中的常見晶向 標定晶向指數時 應先按三指數標定 再轉換成四指數 100 210 110 010 O A 確定圖中晶向OA OB的指數 B 標定晶向指數時 應先按三指數標定 再轉換成四指數 指數看特征 正負看走向 根據晶向的特征 決定指數的數值 根據晶向是 順軸 即與軸的正向成銳角 還是 逆軸 即與軸的正向成鈍角 決定相應于該軸的指數的正負 立方和六方晶體中重要晶向的快速標注 x3 0001 晶軸面對角線體對角線 6 為什么金屬的密度高 與共價鍵固體比較 為什么無機非金屬材料一般熔點和硬度較高 為什么高分子材料的柔韌性相對較好 答 1 由質量較大 半徑較小的金屬原子構成 金屬鍵無方向性和飽和性 結合時盡量密堆 共價鍵有方向性和飽和性 2 無機非金屬材料的結合鍵為共價鍵 離子鍵 鍵能高所以熔點和硬度高 3 高分子材料大分子鏈間由范德華力或氫鍵結合 鍵能低 鏈與鏈間很容易發生相對滑移 轉動 故柔韌性好 本章重點 結合鍵對材料性能的影響晶面指數和晶向指數的標定三種典型金屬結構的晶體學特征堆垛間隙 陽離子配位體規律 r r 是決定離子晶體配位多面體形態的關鍵因素 作業2 1 計算離子晶體中配位數為3和4的最小離子半徑比r r r r r 2 已知NaF核間距為0 231nm F 半徑為0 133nm 求正負離子的配位數 說明晶體結構特征 空間點陣 結構單元 晶胞中原子數 r r0 r 0 231 0 133 0 098r r 0 737查上表 n n 8 立方體間隙 空間點陣 簡單立方結構單元 NaF晶胞中原子數1Na 1F 3 示意畫出金剛石型結構的晶胞 說明其中包含有幾個原子 并寫出各個原子的坐標 晶胞原子數 8頂點坐標 000 100 110 010 001 101 111 011 面心坐標 基本要求 離子晶體的結構規則 NaCl型 ZnS型 立方 晶體結構特點 金剛石型共價晶體結構特點 1 固溶體與金屬化合物在成分 結構和性能上有何差異 高熔點 硬而脆 強度硬度高于純溶劑 遠低于金屬化合物 塑性韌性相反 性能 不同于任何組元 各組元獨立呈規則分布 同溶劑 但晶格常數有變化溶質原子統計均勻分布 結構 典型成分可用分子式表示 可變 位于相圖兩端 成分 化合物 固溶體 作業3 3 求電子濃度 Cu3Al NiAl 1 5 Fe5Zn21 1 61 Cu3Sn 1 75 MgZn2 2 h c p b c c 復雜立方 六方結構 電子化合物 Laves相 b c c 銀和鋁都具有面心立方結構 它們的原子半徑分別為rAg 0 1441nm rAl 0 1428nm 問它們在固態下能否無限互溶 為什么 不能 結構相同 原子半徑相差很小 是無限互溶的必要非充分條件Ag的價電子數為1 Al為3 受極限電子濃度影響 理論溶解度僅18 所以在固態下它們不能無限互溶 7 立方ZnS的密度為4 1Mg m3 試計算兩離子的中心距離 ZnS f c c結構晶胞原子數 4Zn 4S摩爾質量 m0 97 39設 晶胞體積為V0 第二章重點及難點 1 固溶體的分類及其結構 性能特點 2 影響固溶體固溶度的因素 3 中間相的分類及其結構 性能特點 4 了解硅氧四面體在硅酸鹽結構中的意義 5 熟悉下列概念及術語 相 固溶體 置換固溶體 間隙固溶體 有序固溶體 電負性 極限 電子濃