材料科学基础作业解答.ppt

作 业 评 讲,材料科学基础,习题一:(P51)1.,（421）,（123）,2.计算f.c.c100、110、111面间距,体心立方当h+k+l=奇数，面心立方当h、k、l不全为奇（偶）数时，修正为：,2,3.计算f.c.c 线密度，111面密度。,|a110|,|a110|,晶体结构,原子线密度,晶向,111,110,100,晶体结构,原子面密度,晶面,4.在 面上绘出 晶向,六方晶系中绘制晶向时，应先将四指数转化成三指数，按三指数绘制,5.画六方系中的常见晶向,标定晶向指数时，应先按三指数标定，再转换成四指数,100 210 110,010,O,A,确定图中晶向OA、OB的指数,B,标定晶向指数时，应先按三指数标定，再转换成四指数,“指数看特征，正负看走向”。根据晶向的特征，决定指数的数值；根据晶向是“顺轴”（即与轴的正向成锐角）还是“逆轴”（即与轴的正向成钝角），决定相应于该轴的指数的正负。,立方和六方晶体中重要晶向的快速标注,x3,0001,晶轴面对角线体对角线,6为什么金属的密度高（与共价键固体比较)?为什么无机非金属材料一般熔点和硬度较高？为什么高分子材料的柔韧性相对较好？,答：1、由质量较大，半径较小的金属原子构成。金属键无方向性和饱和性，结合时尽量密堆。共价键有方向性和饱和性。2、无机非金属材料的结合键为共价键离子键，键能高 所以熔点和硬度高。3、高分子材料大分子链间由范德华力或氢键结合，键能低，链与链间很容易发生相对滑移，转动，故柔韧性好。,本章重点：结合键对材料性能的影响晶面指数和晶向指数的标定三种典型金属结构的晶体学特征堆垛间隙,阳离子配位体规律,r+/r-是决定离子晶体配位多面体形态的关键因素。,作业2：,1、计算离子晶体中配位数为3和4的最小离子半径比r+r-。,r+r-,r-,2、已知NaF核间距为0.231nm，F-半径为0.133nm，求正负离子的配位数，说明晶体结构特征（空间点阵、结构单元、晶胞中原子数）。,r+=r0-r-=0.231-0.133=0.098r+/r-=0.737查上表，n=n-8，立方体间隙；空间点阵:简单立方结构单元:NaF晶胞中原子数 1Na+1F,3、示意画出金刚石型结构的晶胞，说明其中包含有几个原子，并写出各个原子的坐标。,晶胞原子数：8顶点坐标：（000），（100），（110），（010）（001），（101），（111），（011）面心坐标：,基本要求：离子晶体的结构规则，NaCl型，ZnS型（立方）晶体结构特点，金刚石型共价晶体结构特点。,1.固溶体与金属化合物在成分、结构和性能上有何差异？,高熔点，硬而脆,强度硬度高于纯溶剂，远低于金属化合物；塑性韧性相反,性能,不同于任何组元，各组元独立呈规则分布,同溶剂，但晶格常数有变化溶质原子统计均匀分布,结构,典型成分可用分子式表示,可变，位于相图两端,成分,化合物,固溶体,作业3：,3、求电子浓度。,Cu3Al：,NiAl：,1.5,Fe5Zn21：,1.61,Cu3Sn：,1.75,MgZn2：,2,复杂立方,六方结构,电子化合物,Laves相,银和铝都具有面心立方结构，它们的原子半径分别为rAg=0.1441nm，rAl=0.1428nm，问它们在固态下能否无限互溶？为什么？,不能。结构相同，原子半径相差很小，是无限互溶的必要非充分条件 Ag的价电子数为1，Al为3，受极限电子浓度影响，理论溶解度仅18%，所以在固态下它们不能无限互溶。,7.立方ZnS的密度为4.1Mg/m3，试计算两离子的中心距离,ZnS：结构晶胞原子数：4Zn+4S摩尔质量：m0=97.39设：晶胞体积为V0,第二章重点及难点,1、固溶体的分类及其结构、性能特点。2、影响固溶体固溶度的因素。3、中间相的分类及其结构、性能特点。4、了解硅氧四面体在硅酸盐结构中的意义。5、熟悉下列概念及术语：相、固溶体、置换固溶体、间隙固溶体、有序固溶体、电负性、（极限）电子浓度；中间相、正常价化合物、电子化合物、间隙相、间隙化合物；硅酸盐结构、桥氧；,课堂练习：,-Fe,912,-Fe,发生上式转变后，Fe密度改变的百分比为多少？,