簡答題1.空間點陣與晶體點陣有何區別？晶體點陣也稱晶體結構，是指原子的具體排列；而空間點陣則是忽略了原子的體積，而把它們抽象為純幾何點。
2.金屬的3種常見晶體結構中，不能作為一種空間點陣的是哪種結構？密排六方結構。
3.原子半徑與晶體結構有關。當晶體結構的配位數降低時原子半徑如何變化？
原子半徑發生收縮。這是因為原子要盡量保持自己所佔的體積不變或少變，原子所佔體積va＝原子的體積(4/3πr3+間隙體積)，當晶體結構的配位數減小時，即發生間隙體積的增加，若要維持上述方程的平衡，則原子半徑必然發生收縮。
4.在晶體中插入柱狀半原子麵時能否形成位錯環？不能。因為位錯環是通過環內晶體發生滑移、環外晶體不滑移才能形成。
5.計算位錯運動受力的表示式為，其中是指什麼？外力在滑移面的滑移方向上的分切應力。
6.位錯受力後運動方向處處垂直於位錯線，在運動過程中是可變的，晶體作相對滑動的方向應是什麼方向？始終是柏氏向量方向。
7.位錯線上的割階一般如何形成？位錯的交割。
8.介面能最低的介面是什麼介面？共格介面。
9. 「小角度晶界都是由刃型位錯排成牆而構成的」這種說法對嗎？否，扭轉晶界就由交叉的同號螺型位錯構成
10.為什麼只有置換固熔體的兩個組元之間才能無限互溶，而間隙固熔體則不能？這是因為形成固熔體時，熔質原子的熔入會使熔劑結構產生點陣畸變，從而使體系能量公升高。
熔質與熔劑原子尺寸相差越大，點陣畸變的程度也越大，則畸變能越高，結構的穩定性越低，熔解度越小。一般來說，間隙固熔體中熔質原子引起的點陣畸變較大，故不能無限互溶，只能有限熔解。
綜合題1.作圖表示立方晶體的（123）（0 -1 -2）（421）晶面及[-102][-211][346]晶向。
2. 寫出立方晶體中晶向族<100>，<110>，<111>等所包括的等價晶向。
3.寫出立方晶體中晶面族，，，等所包括的等價晶面。
4.總結3種典型的晶體結構的晶體學特徵 。
5. 在立方晶系中畫出以[001]為晶帶軸的所有晶面。
6. 麵心立方晶體的(100),(110),(111)等晶面的面間距和面密度，並指出面間距最大的面。
7. ni 的晶體結構為麵心立方結構，其原子半徑為r =0.1243求ni 的晶格常數和密度。
8. mo的晶體結構為體心立方結構，其晶格常數a=0.3147nm，試求mo的原子半徑r。
9. 在fe中形成1mol 空位的能量為104. 67kj，試計算從20℃公升溫至850℃時空位數目增加多少倍?
10. 判斷下列位錯反應能否進行。
1) a/2[10-1]+a/6[-121]→a/3[11-1] 2) a[100]→a/2[101]+a/2[10-1]
3) a/3[112]+a/2[111]→a/6[11-1] 4) a[100]→a/2[111]+a/2[1-1-1]
11. 若麵心立方晶體中有b=a/2[-101]的單位位錯及b=a/6[12-1]的不全位錯，此二位錯相遇產生位錯反應。
1)問此反應能否進行？為什麼？
2) 寫出合成位錯的柏氏向量，並說明合成位錯的型別。
12.已知柏氏向量b=0.25nm，如果對稱傾側晶界的取向差=1°及10°，求晶界上位錯之間的距離。從計算結果可得到什麼結論？
13. ①計算fcc和bcc晶體中四面體間隙及八面體間隙的大小(用原子半徑尺表示)，並註明間隙中心座標。
②指出溶解在γ-fe中c原子所處的位置，若此位置全部被c原子佔據，那麼，間在此情況下，γ-fe能溶解c的質量分數為多少?實際上碳在鐵中的最大溶解質量分數是多少?二者在數值上有差異的原因是什麼?
14.試從晶體結構的角度，說明間隙固溶體、間隙相及間隙化合物之間的區別。
15.何謂玻璃？從內部原子排列和效能上看，非晶態和晶態物質主要區別何在?
16.有序合金的原子排列有何特點？這種排列和結合鍵有什麼關係？為什麼許多有序合金在高溫下變成無序？
17.試分析h、n、c、b在fe和fe中形成固熔體的型別、存在位置和固溶度（摩爾分數）。各元素的原子半徑如下：
h為0.046nm，n為0.071nm，c為0.
077nm，b為0.091nm，fe為0.124nm， fe為0.
126 nm。
18.試述結晶相變的熱力學條件、動力學條件、能量及結構條件。
19.什麼叫臨界晶核？它的物理意義及與過冷度的定量關係如何？
20. 試分析單晶體形成的基本條件。
21.鑄件組織有何特點？
22.液體金屬凝固時都需要過冷，那麼固態金屬熔化時是否會出現過熱，為什麼？
23.欲獲得金屬玻璃，為什麼一般選用液相線很陡，從而有較低共晶溫度的二元系？
24.比較說明過冷度、臨界過冷度、動態過冷度等概念的區別。
25.分析純金屬生長形態與溫度梯度的關係。
26.簡述純金屬晶體長大的機制。
27. 指出下列概念的錯誤之處，並改正。
(1)所謂過冷度，是指結晶時，在冷卻曲線上出現平台的溫度與熔點之差；而動態過冷度是指結晶過程中，實際液相的溫度與熔點之差。
(2)金屬結晶時，原子從液相無序排列到固相有序排列，使體系熵值減少，因此是乙個自發過程。
(3)在任何溫度下，液體金屬中出現的最大結構起伏都是晶胚。
(4)在任何溫度下，液相中出現的最大結構起伏都是核。
(5)所謂臨界晶核，就是體系自由能的減少完全補償表面自由能的增加時的晶胚的大小。
(6)在液態金屬中，凡是湧現出小於臨界晶核半徑的晶胚都不能成核，但是只要有足夠的能量起伏提供形核功，還是可以成核的。
(7)測定某純金屬鑄件結晶時的最大過冷度，其實測值與用公式δt=0.2tm計算值基本一致。 (8)某些鑄件結晶時，由於冷卻較快，均勻形核率n1提高，非均勻形核率n2也提高，故總的形核率為n= n1 +n2。
(9)若在過冷液體中，外加10 000顆形核劑，則結晶後就可以形成10 000顆晶粒。
(10) 從非均勻形核功的計算公式a非＝a均中可以看出，當潤濕角θ＝00時，非均勻形核的形核功最大。
(11) 為了生產一批厚薄懸殊的砂型鑄件，且要求均勻的晶粒度，則只要在工藝上採取加形核劑就可以滿足。
(12) 非均勻形核總是比均勻形核容易，因為前者是以外加質點為結晶核心，不象後者那樣形成介面，而引起自由能的增加。
(13) 在研究某金屬細化晶粒工藝時，主要尋找那些熔點低、且與該金屬晶格常數相近的形核劑，其形核的催化效能最高。
(14) 純金屬生長時，無論液－固介面呈粗糙型或者是光滑型，其液相原子都是乙個乙個地沿著固相面的垂直方向連線上去。
(15) 無論溫度如何分布，常用純金屬生長都是呈樹枝狀介面。
(16) 氮化銨和水溶液與純金屬結晶終了時的組織形態一樣，前者呈樹枝晶，後者也呈樹枝晶。
(17) 人們是無法觀察到極純金屬的樹枝狀生長過程，所以關於樹枝狀的生長形態僅僅是一種推理。
(18) 液體純金屬中加入形核劑，其生長形態總是呈樹枝狀。
(19) 純金屬結晶時若呈垂直方式長大，其介面時而光滑，時而粗糙，交替生長。
(20) 從巨集觀上觀察，若液－固介面是平直的稱為光滑介面結構，若是金屬鋸齒形的稱為粗糙介面結構。
(21) 純金屬結晶時以樹枝狀形態生長，或以平面狀形態生長，與該金屬的熔化熵無關。
(22) 金屬結晶時，晶體長大所需要的動態過冷度有時還比形核所需要的臨界過冷度大。
解析：1.
2. <100>＝[100]十[010]+[001共3個等價晶向。
<110>＝[110]十[-110]+[101]+[-101]+[011]+[0-11]， 共6個等價晶向。
<111>＝[111]+[-111]+[1-11]+[11-1共4個等價晶向。
3. ＝(100)+(010)+(0013個等價面。
＝(110)+(-110)+(101)+ (-101)+(011)+(0-11)， 共6個等價面。
＝(111)+(-111)+(1-11)+(11-1共4個等價面。
=(112)+(-112)+(1-12)+(11-2)+(121)+(-121)+(1-21)+(12-1)+(211)+(-2112-11)+(21-1) 共12個等價面。
4. 5. 晶帶軸[uvw]與該晶帶的晶面(hkl)之間存在以下關係: hu+kv+lw=0;
將晶帶軸[001]代人，則 h*0+k*0+l*1=0;當l=0時對任何h,k取值均能滿足上式，故晶帶軸[001]的所有晶帶面的晶面指數一般形式為(hk0).
6.在麵心立方晶體中，當(hkl)不全為奇數或偶數時，有附加面。
從上面計算結果得知，原子排列最密排的(111)晶面的面間距最大
7.8.
9. 10. (1) 能。 幾何條件：∑b前＝∑b後； 能量條件：∑b前2>∑b後2
(2) 不能。 能量條件：∑b前2＝∑b後2，兩邊能量相等。
(3) 不能。幾何條件：∑b前＝a/b[557]， ∑b後＝a/b[11-1]，不能滿足。
(4) 不能。能量條件：∑b前2 < ∑b後2，即反應後能量公升高。
11. (1) 能夠進行。 因為既滿足幾何條件：∑b前＝∑b後，又滿足能量條件：∑b前2>∑b後2
(2) b合＝a/3[-111]；該位錯為弗蘭克不全位錯。
12.當θ＝1°，d＝14 nm；θ＝10°，d＝1.4 nm時，即位錯之間僅有5～6個原子間距，此時位錯密度太大，說明當θ角較大時，該模型已不適用。
13. ①fcc八面體間隙半徑:
間隙中心座標為：1/2,1/2,1/2 fcc四面體間隙半徑：
間隙中心座標為：3/4,1/4,3/4
bcc八面體間隙半徑：
間隙中心座標為：1/2,1/2,1bcc四面體間隙半徑：
②γ-fe為fcc結構，八面體間隙半徑較大，所以γ-fe中的c原子一般處於八面體間隙位置。 由於fcc結構中八面體間隙數與原子數相等，若此類位置全部被c原子佔據，則γ-fe中c的原子數分數為50%，質量分數為17. 6%。
而實際上c在γ-fe中最大質且分數為2. 11%，大大小於理論值，這是因為c原子半徑為0. 077nm，大於八面體間隙半徑(0.
054nm) ,所以碳的溶人會引起γ-fe晶格畸變，這就妨礙了碳原子進一步的溶人。
材料科學基礎 上 複習提綱
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材料科學基礎上冊內容和習題
第一章 一 內容及習題 引言金屬由於其效能的多樣性，而被人們廣泛的應用。金屬的效能由其成分 結構所決定。成分 結構 效能之間的關係，以及它們的變化規律，構成了本課程的基礎。金屬 或非金屬 在固態通常是晶體，故金屬的結構通常被稱為金屬的晶體結構。第一章介紹的是學習和研究晶體結構所需要掌握的一些基本知識...
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