材科基考点强化.docx

本章特点本章的中心内容就是各种缺陷的分类，特性，相互作用以及对材料的影响重点是位错的理 解出题形式本章内容试题的题型有选择题、简答题、此类试题的容量和难度都不会太大，以记忆知识为 主，比较简单但还有综合性质的计算题，这类题目难度较大，需要对于知识有更深入的掌 握，理解和运用主要考点考点1：晶体缺陷的分类考点2：空位浓度的计算考点3：点缺陷的分类和形成考点4：点缺陷对于材料性能的影响考点5：位错的一些基础知识:位错分类，柏氏矢量，滑移方式考点6：位错的运动与增殖考点7：位错的相互作用考点8：扩展层错考点9：位错应力场考点10：位错与点缺陷和面缺陷的交互作用考点11：全位错，不全位错考点12：位错反应考点13：面缺陷的分类考点14：晶界考点15：相界考点1：晶体缺陷的分类例1：什么是晶体缺陷？按照晶体缺陷的几何组态，晶体缺陷可分为哪几类？例2：缺陷的特征是（ ）A. 不随外界条件的改变而变动，也不会合并和消失B. 随着各种条件的改变而不断变动，它们运动，发展以及会产生交互作用、合并和消 失C. 随着各种条件的改变而不断变动，但不产生交互作用，不会合并和消失考点2：空位浓度的计算（1） 已知温度乙求形成能。

例：由600r降温到300r时，锗晶体中的空位平衡浓度降低了 6个数量级试计算锗 晶体中的空位形成能（玻尔兹曼常数虹1.38X10-23J/K）2） 已知形成能，求温度T例：计算某金属的空位浓度比室温（300K）空位浓度大1000倍时的温度已知Cu的 空位形成能力为1.7x1019j/mol3） 求点缺陷数目例1：已知空位形成能是1.08eV/atom，铁的原子量是55.85，铁的密度是7.65g/cm3， 阿 伏加德罗常数Na=6.023x1023，玻尔兹曼常数虹8.62x10-5eV/atom-K，请计算1立方米的铁 在850r下的平衡数目例2：铝的密度是2.69g/cm3，假设其中只有肖脱基空位，求空位浓度阿伏加德罗常 数6.02x1023，铝的原子量是26.96，铝的点阵常数0.4049nm）考点3：点缺陷的分类和形成例1：下面关于Schottky和Frenkel缺陷的表述中，错误的为（ ）A. Schottky缺陷同时包含空位和间隙原子B. Frenkel缺陷的形成能通常较Schottky缺陷大C. 同温度下，通常Schottky缺陷的浓度大于Frenkel缺陷例2：弗伦克缺陷是（ ）。

A. 原子移到表面外新的位置，原来位置则形成空位B. 原子离开平衡位置后，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，成对产生C. 正、负离子的二元体系，原子移到表面新的位置，原来位置空位成对出现 例3：纯金属中主要的点缺陷有哪些，简述其可能的产生原因例4：过饱和点缺陷产生的原因有 、、例5：什么是空位平衡浓度？为什么说空位是一种热力学上平衡的缺陷？ 考点4：点缺陷对于材料性能的影响例1：纯金属中溶入另一组元后（假设不会产生新相）会带来哪些微观结构上的变化？ 这些变化如何引起性能上的变化？例2：为什么固溶体的强度常比纯金属高？例3：冷变形使金属中产生大量的空位、位错等晶体缺陷，对置换固溶体中的扩散过程 而言，这些缺陷的存在将导致（ ）A•阻碍原子的移动，减慢扩散过程 B .对扩散过程无影响C.有时会加速扩散，有时会减弱扩散 D.加速原子的扩散过程考点4：位错的一些基础知识：位错分类，柏氏矢量，滑移方式v例1：简述位错、位错线和柏氏矢量0 ）的概念，并论述柏氏矢量和位错线的相对关 系例2：名词解释：刃型位错例3：判断题：位错属于线缺陷，因为它的晶格畸变区为一条几何线例4：判断题：位错属于线缺陷，但它实际上是一个晶格畸变的管道区域。

例5：名词解释：晶格摩擦力例6： 一根位错环能否各部分都是螺型位错或都是刃型位错？请说明之例7：名词解释：交滑移v例8：在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏适量b、v外加切应力t与柏氏矢量b、外加切应力t与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向考点5：位错的运动与增殖例1：位错在晶体中运动的方式有 和，金属晶体塑性变形方式有和例2：名词解释：多滑移例3：名词解释：攀移例4：能产生交滑移的位错必然是 位错例5：位错滑移应满足（ ）A. 有切应力作用在位错滑移面上，且垂直于其B矢量方向，位错才会运动或者趋于运 动B. 有压应力作用在位错滑移面上，且垂直于其B矢量方向，位错才会运动或者趋于运 动C. 有切应力作用在位错滑移面上，且平行于其B矢量方向，位错才会运动或者趋于运 动例6：论述位错的运动方式、条件及其对材料变形的影响例7：如图所示，四方形单晶体中有一矩形位错环菌CO 其各段分别平行于x轴和j 轴，其柏氏矢量平行于x轴1）写出各位错段的位错类型；（2）写出AD段与BC段单位长度位错线间的相互作 用力的大小及方向；（3）写出AB段与DC段单位长度位错线间的相互作用力的大小及方向;（4）t所造成的一对切应力2低该切应力作用在各位错段单位长度上力的大小及方向为： AB上无作用力；BC为Tb，-z方向；CD上无作用力；DA为泌，z方向。

分析在切应力t 持续作用下该位错环在运动中的形状变化及晶体形状的变化例8：某铜单晶体在外加拉伸应力作用下，首先开动的滑移系为（111）［101］1）写出 引起滑移的单位位错的柏氏矢量，并说明原因；（2）如果滑移是由纯螺型单位位错引起的， 试指出位错线的方向以及滑移时位错线运动的方向；（3）假定拉伸轴方向为［001］，外加拉 伸应力c = 106Pa，求在上述滑移面上该螺型位错所受力的大小和方向已知Cu的点阵常 数 a=0.36 nm）例9：假定某面心立方晶体（点阵常数为a）中的活动滑移系为（111） ［1仍］1）给出 引起滑移的单位位错的柏氏矢量，加以说明；（2）若引起此滑移的为刃型位错，指明位错线 方向及其移动方向；（3）若引起此滑移的为螺型位错，指明位错线方向及其移动方向考点6 ：位错的相互作用例1：解释名词：位错割阶例2：两平行螺型位错，当柏氏矢量同向时，其相互作用力（ ）A. 为零 B.相斥 C.相吸例3：下面哪一点可以描述两平行螺型位错间的相互作用（滑移）的特征？（ ）A. 位错同号相斥，异号相吸，作用大小与位错间距成反比B. 具有相同符号的位错按垂直方向排列起来是稳定的；位错的符号相反，稳定方位随 之改变。

C. 由于相互之间不能提供对方滑移所需的应力场，所以，两位错间作用较小例4：如图所示，在坐标原点有一正刃形位错，试标出图中分别与x、y坐标轴成45° 位置上各位错的受力方向考点7：扩展层错例1：名词解释：扩展位错例2：名词解释：层错能例3：层错和不完全位错之间的关系是（ ）A. 层错和不完全位错交替出现B. 层错和不完全位错能量相同C. 层错能越高，不完全位错柏氏矢量的模越小D. 不完全位错总是出现在层错和完整晶体的交界处例4：请简单说明层错能高低对螺型位错交滑移的影响，及其对金属加工硬化速率的影 响•一、，一一 一 -、一… - ， 一- 一 、C - 一 C …例5：在铜单晶体中的（111）和（111）滑移面上各存在一个柏氏矢量为—[110]和-[011]的2 2全位错当它们分解为扩展位错时，其领先位错分别为 —[211]和—[121]1）当两领先位错6 6在各自的滑移面上运动相遇时，发生了新的位错反应试写出其位错反应式，判断该反应是 否自发进行？并分析该新生成的位错其位错特性和运动性质；（2）已知铜单晶点阵常数— -—=0.36nm，切变模量G=4 x 104MPa，层错能y=0.04J/m2，试求上述柏氏矢量为^[110]的位 错形成扩展位错的宽度。

例6：试从柏氏矢量、位错类型、位错线形状和可能的运动方式比较面心立方晶体全位 错、弗兰克分位错、肖克莱分位错和面角位错的特点考点8：位错应力场例1：下面关于位错应力场的表述中，正确的是（ ）A. 螺型位错的应力场中正应力分量全为零B. 刃型位错的应力场中正应力分量全为零C. 刃型位错的应力场中切应力分量全为零例2：螺型位错和刃型位错的不同在于（ ）A. 刃型位错不引起剪切畸变，也不引起体积的膨胀和收缩，螺型位错反之B. 刃型位错引起压缩变形，螺型位错引起体积的膨胀C. 螺型位错只引起剪切畸变，而不引起体积的膨胀和收缩，刃型位错反考点9：位错与点缺陷和面缺陷的交互作用例1：点缺陷（如间隙原子或代位原子）和线缺陷（如位错）为何会发生交互作用？这 种交互作用如何影响力学性能？例2： （1）晶体内若有较多的线缺陷（位错）或面缺陷（晶界、挛晶界等），其强度会 明显升高，这些现象称为什么？强度提高的原因是什么？（2）上述的两类缺陷是怎样进入 晶体的？举例说明如何提高这些缺陷的数目？考点10：全位错，不全位错例1：名词解释：全位错与不全位错常见的不全位错有哪些？例2：阐明堆垛层错与不全位错的关系，指出面心立方结构中常产生的不全位错的名称、 柏氏矢量和它们各自的特性。

例3：下列柏氏矢量可能表示了简单立方晶体中的全位错（ ）A. [100] B. 1/2[110] C. 1/3[111]例4：在面心立方晶体中可能存在哪些类型的不全位错？并给出其柏氏矢量的表达式例5：面心立方全位错的柏氏矢量为，体心立方，hcp为考点11：位错反应例1：试分析在fcc中下述反应能否进行？— — —— — —-[101] + - [121] T - [111]2 6 3v — v例2：请比较fcc晶体中b广-[111]和b2 = —[100]两位错的畸变能哪个较大・、 • 一 一 、■一 ・ C — H — H ——例3：判断下列位错反应能否进行，并说明理由：（1） -[110] — -[111] + -[112] ； （2）2 3 6一 a — a --[12块-[211] T - [110]6 6 2考点12：面缺陷的分类例：通常把晶体的界面分为、和 三类考点13：晶界例1：晶界从结构上可分为哪几种类型？晶界结构的普遍特点是什么？例2：举例或画图说明什么是小角晶界的位错模型？描述大角晶界有何模型？其含义是 什么？例3：解释对称倾侧晶界例4：比较大角度晶界能与表面能的大小，并分析其原因。

例5：层错能与小角度晶界能的大小比较，及原因分析例6：小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由 位错构成，扭转晶界由位错构成考点14：相界例：合金中有哪几类相界面？各具有什么样的结构特征？。