材料科學(xué)基礎(chǔ)課后作業(yè)及答案分章節(jié)

1、第一章8計算下列晶體的離于鍵與共價鍵的相對比例(1)NaF(2)CaO(3)ZnS解：1、查表得：XNa=0.93XF=3.98根據(jù)鮑林公式可得NaF中離子鍵比例為：21(0.933.98)4[1]100%90.2%e?????共價鍵比例為：190.2%=9.8%2、同理，CaO中離子鍵比例為：21(1.003.44)4[1]100%77.4%e?????共價鍵比例為：177.4%=22.6%3、ZnS中離子鍵比例為：214(2.581

2、.65)[1]100%19.44%ZnSe??????中離子鍵含量共價鍵比例為：119.44%=80.56%10說明結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)條件與動力學(xué)條件的意義說明穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)與亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。答：結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)條件決定轉(zhuǎn)變是否可行，是結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的推動力，是轉(zhuǎn)變的必要條件；動力學(xué)條件決定轉(zhuǎn)變速度的大小，反映轉(zhuǎn)變過程中阻力的大小。穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)與亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系：兩種狀態(tài)都是物質(zhì)存在的狀態(tài)，材料得到的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)，取決于轉(zhuǎn)交過程的推動力和

3、阻力(即熱力學(xué)條件和動力學(xué)條件)，阻力小時得到穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，阻力很大時則得到亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)能量最低，熱力學(xué)上最穩(wěn)定，亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)能量高，熱力學(xué)上不穩(wěn)定，但向穩(wěn)定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變速度慢，能保持相對穩(wěn)定甚至長期存在。但在一定條件下，亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)向穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。第二章1回答下列問題：(1)在立方晶系的晶胞內(nèi)畫出具有下列密勒指數(shù)的晶面和晶向：(001）與[210]，(111）與，與[111]與[123]與[236］[112](110)(132)(322)

4、(2)在立方晶系的一個晶胞中畫出（111)和（112)晶面，并寫出兩晶面交線的晶向指數(shù)。(3)在立方晶系的一個晶胞中畫出同時位于（101).(011)和（112)晶面上的晶向。[111]解：1、(132)(111)[112](110)[111][123][236](112)(111)(322)(101)(112)[111](001)[210][110](101)(011)(101)[111](011)(112)(101)[111](11

5、2)2有一正交點陣的a=bc=a2。某晶面在三個晶軸上的截距分別為6個、2個和4個原子間距，求該晶面的密勒指數(shù)。3立方晶系的｛1111110123）晶面族各包括多少晶面？寫出它們的密勒指數(shù)。4寫出六方晶系的晶面族中所有晶面的密勒指數(shù)，在六方晶胞中畫出、1012[1120]晶向和晶面，并確定晶面與六方晶胞交線的晶向指數(shù)。[1101](1012)(1012)5根據(jù)剛性球模型回答下列問題：(2）試求出立方晶系中（210)與（320)晶面之間的

6、夾角。(3）試求出立方晶系中（111)晶面與晶向之間的夾角。[112]解：1、根據(jù)晶向指數(shù)標(biāo)定法可知：矢量必然平行于[321]晶向32OAijk??????????矢量必然平行于[401]晶向4OBik????????則：這兩個矢量夾角即為[321］與[401]晶向之間的夾角根據(jù)矢量點積公式：cosOAOBOAOB??????????????????A即131417cos???α=32.58或2ABOBOAik?????????????

7、?????矢量的模分別為OAOBAB????????????14175根據(jù)余弦定理：5141721417cos?????解得：α=32.582、立方系中同指數(shù)的晶面與晶向相互垂直，故（210)與（320)晶面之間的夾角與[210]與[320]晶向之間的夾角相等，根據(jù)晶向指數(shù)標(biāo)定法可知：矢量必然平行于[210]晶向21OAij????????矢量必然平行于[320]晶向32OBij????????則：這兩個矢量夾角即為[210］與[320

8、]晶向之間的夾角根據(jù)矢量點積公式：cosOAOBOAOB??????????????????A即8513cos???α=7.1或ABOBOAij??????????????????矢量的模分別為OAOBAB????????????5132根據(jù)余弦定理：25132513cos?????解得：α=7.13、由于（111)晶面與晶向之間滿足晶帶定律：hukvlw=0，[112]根據(jù)晶帶定律可知，立方晶系中（111)晶面與晶向平行，故他們之間的

9、夾角為0。[112]方法2，1、求[111]與之間夾角為90[112]2、（111）與之間夾角為0[112]第四章1純Cu的空位形成能為1.5aJatom(1aJ=1018J)，將純Cu加熱至850℃后激冷至室溫(20℃)，若高溫下的空位全部保留，試求過飽和空位濃度與室溫平衡空位濃度的比值。解：平衡空位濃度：expvuCAkT??8508502085020201823274.2exp11exp[()]exp1.51011exp[()]1