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材料科学基础复习资料
材料科学基础复习资料
09161203
一:
知识:
1:
晶面和晶向:
晶面:
(hkl);晶向:
[hkl];
2:
对于能量和熵的判断:
(1):
G=H-TS,高温主要考虑熵作用(熔化等),低温主要考虑能量作用(常温等),较高温度时综合考虑;
(2):
分析:
能量分为结合能和应变能。
结合能:
可用简单立方系或平面正方点阵,观察过程前后键数量的变化(最近邻假设);同时原子间距越小结合能越大(越稳定)。
应变能:
“偏离平衡状态越远,应变能越高”,同时(同样偏离距离)压应变的数值高于拉应变。
熵:
由S=KlnΩ,有:
体系微观状态数越大,熵越高(应用此式说明时需注意过程前后体系物质种类及数量不能变化);可用排列组合比较Ω。
一般情况可直观感觉,体系越无序,所受的限制越少,熵越大。
3:
“属+种差”:
对于词汇“ABC”:
C是主要成分,A、B是对C的修饰。
第一章问题
P7-1:
已知α-Fe的密度为7.8,其晶胞是立方的,每个晶胞中原子个数为2,求点阵常数。
【】
2:
在一个晶胞内,画出(123)、(101)、(021)、(111)和[111]、[212]、[301]、[231]。
【】
3:
根据立方系夹角公式,计算以下界面的夹角:
(111)与(111);(110)和(111)。
【】
5:
有一个反派角色问了该问题:
(eπ
)晶面该怎么画?
如何看待他的问题?
答:
这个晶面只能近似地作出……但是不必考虑这个问题,因为高指数晶面没有意义。
之所以无意义,是因为高指数晶面上的原子间距离很远,相互作用可忽略不计,没有研究价值。
6:
说明面心立方中(111)面间距最大,而体心立方中(110)面间距最大。
【】
P9
1:
铜的密度为8.9,铝为2.7(8.9/2.7=3.3),但两者的原子量之比为63.5/27=2.35。
请问两个比值不同说明了什么?
(铜和铝结构相同)
【】
2:
画出fcc(111)晶面和bcc(110)晶面的原子分布图。
【】
4:
已知金刚石中C-C键长为0.155nm,求其密度。
【】
6:
金刚石强度远高于石墨,但熔点却低于石墨。
这是为什么?
答:
强度:
金刚石中碳原子间皆以共价键相连,而石墨中层间作用力为较弱的范德华力(原子间)及离域π键(自由电子),强度取决于结合键中最弱的部分,因此金刚石强度远高于石墨;
熔点:
石墨中层间键为sp2杂化,金刚石中键为sp3杂化,sp2中s轨道比例大于sp3中比例,因此sp2键长小于sp3键长,破坏所需能量更高。
故石墨熔点高于金刚石。
P13
3:
证明金刚石的致密度为34%。
【】
P16
2:
Cu、Au的熔化热几乎相等,但弹性模量ECu=123Gpa,EAu=79Gpa,他们相差较大,请问为什么?
答:
是因为,1个Cu原子提供2个自由电子,而Au只能1个,因此Cu中金属键密度大于Au,故弹性模量有较大差异。
P20
1:
为什么共价键的金刚石致密度很低,而金属键的Cu等致密度很高?
请从结合键的特点给予分析。
答:
由于电子云分布的特点,共价键的键角是确定的;这使得共价键晶体不能密排;而金属键是金属正离子与自由电子的作用,两者距离越近能量越低,因此金属键晶体致密度很高。
2:
与“12-6”函数相比,“18-9”势函数更适合最近邻假设吗?
为什么?
【】?
3:
对金刚石晶体,能否用本节的思路(一层一层的)计算晶体的结合能?
为什么?
答:
不能。
因为金刚石中碳原子与最近邻的4个碳原子成共价键,而与其余原子仅有范德华力,因此其结合能几乎全部在最近邻原子上,完全不用考虑其余。
5:
面心立方计算到最近邻时,已计算到总结合能的69%。
体心立方计算到最近邻时,计算的总结合能占总结合能的比例大于还是小于69%?
计算到次近邻呢?
【】
P23
2:
白色和橙色的乒乓球均匀混合在一起,放在一个很大的筐里,这样的体系是不是固溶体?
它与固溶体的主要差异何在?
答:
不是固溶体,因为该体系结构无序,不是晶体。
(固溶体的基本要素:
一:
是晶体;二:
该晶体结构不因溶质溶入而改变;三:
溶质原子与溶剂原子在原子尺度上随机混合)
3:
为什么“A、B原子的半径差越大,形成的置换固溶体溶解度越小”?
请用应变能、自由能、稳定性等概念解释。
答:
A、B原子的半径差越大,单位B置换A导致的应变能越高,因此在B溶入过程中系统自由能升高速度越快,在B比例更小的情况下G值即超过两相共存情况的G值。
4:
A、B电负性差别大会导致什么结果?
请用例子说明。
答:
电负性差别大,会生成稳定的有序固溶体。
例如Fe3C.
5:
假设要配制30kg铜和70kg镍的固溶体,可以将纯镍和铜按需要称量,放入坩埚中加热到两者皆熔化,将融化的铜镍液体缓慢冷却,就能得到Cu-Ni固溶体。
请从熵的角度分析为什么要熔化?
答:
因为,温度达到熔化后,熵起决定性的主导作用,所以镍和铜可以在这种情况下混合成为固溶体。
P26
1:
用一句话描述引入相互作用参数的目的。
答:
引入相互作用参数Ω的目的是表征键的类型变化引起的结合能变化。
3:
在25页图1-18b中,什么温度下同类原子会聚集在一起?
假定图1-18b对应温度T1,T2时原子组态有什么变化?
(T2>T1)
答:
在T=0K时,同类原子聚集在一起;温度升高,溶质原子团的大小会减小。
这是因为温度升高熵的影响力增大,而同类原子聚集(与无序分布相比)结合能和熵都降低。
因此温度升高,同类原子聚集的程度下降,具体体现在原子团大小减小。
4:
能否说:
宏观有序则微观一定有序?
反过来呢?
宏观无序则微观一定无序?
反过来呢?
请分别予以说明。
答:
在材料中:
微米尺度为宏观,纳米尺度为微观。
宏观有序时,微观不一定有序;例如非晶态材料,其宏观可以有序,而微观一定无序。
在晶体的所有区域都微观有序且相同时,宏观一定有序。
宏观无序时,微观一定无序;
微观无序时,
P30:
1:
既然教材介绍了Ω<0时的有序化现象及影响因素,那么Ω>0时会发生什么,此时的可比过程叫做什么?
有几个影响因素?
这些影响因素与Ω<0时有什么差异?
答:
Ω>0时,同类原子会聚集在一起,可将该过程称为偏聚化;有下列影响因素:
1:
Ω:
Ω>0时,A-A键数的增加导致内能降低。
2:
温度:
T应小于某临界温度。
低于该临界温度时内能起主导作用。
3:
冷速:
偏聚化是原子迁移的过程,因此冷却速度过快可能使偏聚化过程来不及进行。
4:
成分:
我认为欲发生偏聚化,溶质原子摩尔分数应高于某一临界值,否则溶质原子不能“找到”其他溶质原子形成偏聚。
(这一条存疑)
2:
间隙固溶体的溶解度与应变能有何关系?
应变能是影响溶解度的主要因素吗?
答:
应变能越大,溶解度越小;应变能是影响溶解度的主要因素。
P34:
1:
VC中钒与碳之间必然互相结合。
问他们的结合键主要属于什么类型?
(从几何上看,每个C周围有6个V)。
答:
结合键主要属于离子键。
因为:
C周围有等价的6个V,而碳只有4个成共价键的轨道,因此不是共价键;又因为碳不能变为离子和自由电子,故不是金属键。
2:
在Fe3C中,碳原子有没有形成sp杂化轨道的可能性?
(Fe3C中每个碳原子周围有6个Fe原子)
答:
没有,因为碳原子之间相距较远,没有电子云重叠的可能性。
3:
计算Fe3C的密度。
【】
P35:
说明(Fe,Mn)3(C,N)中Mn、N的含义,并指出它们的差异。
答:
Mn、N是溶质,差异为:
Mn占据Fe的位置,N占据C的位置。
P37:
1:
说明NaCl不可能是纯离子键,即NaCl中多少带有一点共价键的特征。
答:
纯离子键是正负离子的相互作用,键长应等于正负离子半径之和;实际上Na+0.102nm,Cl-0.181nm,两者之和略大于NaCl晶格常数的一半,这说明离子间有电子云的重合,这是共价键的特征。
2:
NaCl的电阻比金属高十几个数量级,请给予解释。
答:
金属中的载流子是自由电子,可自由移动;而NaCl中的载流子正负离子被束缚在格点上不能自由移动,因此有题设结论。
3:
MgO、SrO、BaO都具有NaCl结构,为什么他们的熔点会依次降低?
请结合周期表,用电子云概念解释。
答:
使用电子云概念:
由于电子云的半径越相似,电子云的重叠程度就越大,Mg、Sr、Ba的半径依次增大,因此MgO、SrO、BaO中电子云重叠部分依次减少,熔点依次降低。
(By韩军杰)
6:
Li3AlN2具有反CaF2结构,试画出其晶胞并标明三类原子的具体位置。
【】
7:
为什么大部分共价键材料密度低,离子键材料密度中等,而金属键材料密度高?
答:
这是因为:
共价键材料原子间须有确定的键角,因此无法密排;对于离子键材料,由于过于密排会导致相同电性的离子相距过近,排斥力过大;金属键材料由于是离子与自由电子的作用,因此可以尽可能的密排。
P41:
4:
金刚石的熔点为3550℃,而同结构的Si的熔点仅有1412℃,请简要分析熔点存在差异的原因。
同时请判断SiC的熔点,SiC的结构与金刚石一致。
答:
熔点存在差异的原因是:
C-C键键长小于Si-Si键,电子云结合更紧密,更不易被破坏。
显然可推论SiC熔点在Si和金刚石之间。
5:
为什么SiO2的熔点(1710℃)比SiF4(-77℃)高很多?
答:
这是因为,SiO2是原子晶体,而SiF4是分子晶体。
氧有两个可成共价键轨道,而氟只有1个,因此SiO2之间可以以共价键连接,而SiF4就只能一个个地,在晶体中就像一个个“孤岛”一样。
6:
Al的膨胀系数为25×10-6/℃,SiC的膨胀系数为4.3×10-6/℃,请判断哪一种材料的熔点更高,为什么?
答:
SiC的熔点更高,因为Al会在更低的温度下膨胀到结合键失效,不能维持晶体结构的地步。
P43:
图1-56氩的径向分布函数的解释。
(重要)
答:
(1):
横纵坐标的含义:
横坐标代表到中心原子的距离;
上图中纵坐标是径向数密度除以一个常数。
径向数密度是指:
一个球壳上的原子总数/该球壳体积(式1-43),因此上图纵坐标的物理意义是:
原子出现的概率;
下图中纵坐标其实也是径向数密度,只是写法不同,与上图纵坐标相比少除了一个常数。
考虑到某人的出题爱好,试解释如下:
n0是一个归一化系数,可使上图中曲线积分后值为1,具有物理意义。
而下图则无此需要,纵轴上没有刻度,是一个定性的图。
对图示线段的认识,参考图下面的一段话。
P44:
1:
根据标准态理论,非晶中原子的能量一定高于晶体;同时非晶中的混乱度大于晶体。
综合考虑能量与熵的因素,请判断非晶与晶体哪一个更为稳定,并说明理由。
答:
根据G=H-TS,低温下晶体更稳定,高温时非晶更稳定。
2:
在熔化的金属液体中,原子之间是否仍然存在结合力,他的大小与固态比有什么变化,为什么?
答:
一定存在结合力。
大小低于固态情况。
考查固体和液体的强度即可判断结合力大小^_^(PS:
金属液体中键的情况:
金属键和范德华力。
)
3:
非晶态金属中还有自由电子吗?
其导电性与晶体金属比如何?
请简要分析。
答:
有自由电子(by吴锵)。
其导电性低于晶体金属,因为非晶态金属结构不具有周期性,电子的势能随其位置变化而变化,影响了电子的移动;而晶体金属具有周期性,可以认为其势能不变,电子运动更为自由;同时,晶态金属比非晶态金属致密,电子运动所受阻力更小。
4:
固溶体非晶概念应如何解释?
答:
(属+种差)首先是非晶,具有非晶体的性质:
结构无序。
在此基础上具有固溶体的特性:
溶质原子随机分布。
(固溶体的其余性质与非晶矛盾了)
P46:
1:
请简要概括本章内容。
答:
从几何和能量角度研究固体结构。
第二章习题:
Q:
什么是柯氏气团?
A:
通常把围绕位错而形成的溶质原子聚集物,称为“柯氏气团”。
P2:
1:
根据最近邻假设,估算简单立方晶体中一个空位的形成能。
(假定每一个体内原子间的结合能为U0)
答:
首先,简单立方晶体中最近邻原子数为6个,形成一个空位断6根键,空位处原子移至晶体表面成键3根,故空位形成能为
;而形成空位后周围原子向空位处偏移导致应变能增加,该移动同时导致结合能的增加。
由于该偏移是自发过程,所以能量降低,综上,空位形成能小于
。
2:
自间隙原子的形成能远大于空位形成能。
请从应变能和结合能的角度给予分析。
答:
自间隙原子的半径远大于间隙尺寸,因此会引起应变能很大的上升;(结合能?
)
4:
P2图2-2中,假定(b)图中黑原子半径比白的小10%,而(c)图中大10%,请问哪种情况下基体内的应变能更大一些?
为什么?
如果数据由10%变为0.1%,上述结论会变化吗?
为什么?
答:
(c)图情况的应变能更大,因为根据结合能曲线,在偏离平衡位置相同的情况下压应变能更大;若数据仅为0.1%,则看不出差别。
5:
对于置换固溶体,溶质加入对点阵常数有影响吗?
请对溶质原子直径大于溶剂直径的情况予以分析。
答:
有影响。
溶质原子直径大于溶剂直径时,溶质原子溶入对周围原子施加压应变,使周围原子远离溶质原子,导致晶格常数增大。
P4:
1:
Al2O3溶入MgO(NaCl结构)中,形成的非禀性点缺陷在正离子的位置,还是相反?
答:
在正离子位置。
由于Al3+,Mg2+,因此一个Al替换Mg会导致局部电中性无法满足,需要附近Mg原子成为空位保持局部电中性。
2:
当CaO溶入立方ZrO2时,随着溶入量的增加,ZrO2固溶体的密度会发生什么样的变化?
为什么?
答:
溶入量增加密度降低;因为Ca2+替换Zr4+影响了电中性,会形成非禀性点缺陷,从而使密度降低。
3:
图2-3(a)的画法有些问题,更好的画法是将图中的大小方块画在一起,及正负离子空位出现在一起(参见图6-5)。
为什么成对的画法更好些?
答:
因为成对画法时的能量更低。
虽然该过程应变能上升,但是正负离子空位在一起,减小了晶体中受静电力影响的区域,
P6:
3:
高温下有可能产生空位对,即两个空位复合在一起。
为什么会有这种情况?
答:
从能量角度:
复合形成空位对会导致结合能降低(断键数减少),应变能升高(空位变大使周围原子偏离平衡位置更多),总体来看能量升高;
从熵的角度:
复合形成空位对会导致熵增加;由于空位对与其他空位不同,因此形成少量空位对可使微观状态数Ω上升。
(
微观状态数示例,左侧为复合前,右侧为两个空位复合成了一个空位对)
4:
金属的空位形成能与其熔点有何关系?
为什么?
答:
熔点越高,空位形成能越高,这是因为熔点高代表破坏键所需能量高,而形成肖脱基缺陷的过程结合键数量减少。
6:
当式2-3中的Ce超过怎样的数值,你认为该式就不适用了?
答:
1%。
研究二章第六页图2-4,U为一条斜直线,说明每个空位导致的能量升高值相同;这意味着每个空位的周围情况是相同的。
如果空位浓度过大,那么会出现空位离得过近的情况,此时“每个空位导致的能量升高值相同”这一假设不再适用。
10:
考虑了振动熵的概念后,平衡空位浓度增加,即A是大于1的,为什么?
答:
13:
NaCl与MgO的结构相同,但肖脱基缺陷形成能分别为2.2eV/个与6eV/个。
为什么数据差异如此之大?
请根据这两个数据对他们的肖脱基缺陷的浓度情况作出判断。
答:
数据差异来源于:
(1):
键的数量:
单位MgO中键的数量为NaCl的2倍;
(2):
离子半径Mg、O分别小于Na、Cl,因此MgO中的键键能高于NaCl;综上,NaCl晶体中肖脱基缺陷的浓度大于MgO晶体。
P12:
2:
有一个位错环(即位错线呈环状)存在于某一平面内,该位错环的各个部分可能都是刃位错吗?
可能都是螺位错吗?
为什么?
答:
可能都是刃位错,但不可能都是螺位错。
因为刃位错的柏氏矢量垂直于位错线,因此只要柏氏矢量垂直于该平面即可;而螺位错柏氏矢量平行于位错线,无法作出满足条件的柏氏矢量。
3:
位错对材料的密度有何影响?
答:
(1):
刃位错会使材料的密度降低;虽然(正刃位错)位错线上方受压应力,α下降,下方受拉应力,α升高,但是由于压应变能量大于拉应变,因此拉应变的程度更大,所以材料密度降低。
(2):
螺位错不影响材料的密度。
因为螺位错只产生剪切应力,剪切应力体现在原子间角度的变化,没有晶格常数的变化。
P15:
1:
从几何的角度分析,为什么刃位错中的σx总是大于σy。
参考图2-5。
2:
从几何的角度分析,为什么刃位错中的τxz=τyz=0。
参考图2-5。
3:
从几何的角度分析,为什么在刃位错中,当y>0时,σx<0;当y<0时,σx>0.参考图2-5.
5:
螺位错应力场中没有正应力分量。
请对此给予解释。
上述问题答:
正应力存在是因为出现了正应变,剪切应力存在是因为出现了角度的偏离(偏离90°);
研究书上2-5图可以得出结论。
(注意坐标轴)
P17:
2:
如果外应力场是纯剪切应力,问它对立方系的空位会产生作用吗?
答:
不会产生作用。
因为立方系的空位只产生正应力分量,与纯剪切应力无相互作用。
3:
对于一根直螺位错,它对溶入八面体间隙的碳原子,会产生作用吗?
为什么?
答:
考虑简单立方系情况,八面体间隙在XYZ方向皆对称,因此溶入的碳原子只有正应力分量;而螺位错只有剪切应力分量,两者无相互作用。
4:
(1):
对于一根直刃位错,它对溶入γ-Fe八面体间隙的碳原子,会产生作用吗?
为什么?
(2):
如果有相互作用,结局会怎样?
答:
(1):
会产生作用;因为溶入间隙的碳原子和刃位错都会产生正应力,因此有相互作用。
(2):
因为位错线下方的晶格常数会增大,所以碳原子会向该晶格间隙中移动。
移动会减小应变能,因此系统总能量降低。
5:
同一滑移面上有两个相互平行的正刃位错,他们相互吸引还是相互排斥?
为什么?
答:
它们将相互排斥。
因为正刃位错的应力场会产生相互作用,两位错之间的部分应变能很高。
两位错的远离可以降低中间部分的应变能,因此其互相排斥。
6:
一个直螺位错平行于一个直刃位错,说明这两个位错之间没有相互作用。
答:
螺位错(位错线沿Z轴)只有τzxτyz分量,而刃位错则有τxyσxσyσz分量,两者恰好不同,因此无相互作用。
P19:
3:
上述分析(分析的是刃位错的滑移)中,为何总是强调小的位移?
这里位移与正应力相关,还是与剪切应力相关?
答:
这是因为,小的位移需要的驱动力很小,易于发生;过程中原子移动的距离虽小,但是位错移动的距离大;刃位错的滑移是由小的位移组成的。
这里的位移与剪切应力相关。
5:
对于没有位错的理想单晶体,沿密排面中的密排方向最容易产生滑移,为什么?
答:
因为密排面的面间距是最大的,面间的相互作用力最小,因此最容易产生滑移。
8:
平行的刃位错与螺位错之间没有相互作用,当刃位错的柏氏矢量转动90°时也成立,请结合坐标系给予具体分析:
答:
对于位错线皆沿Z轴的刃位错、螺位错,螺位错只有τzxτyz分量,而刃位错则有τxyσxσyσz分量,两者不同,因此无相互作用;若将刃位错的柏氏矢量转动90°,刃位错的应力分量变为τyxσxσyσz,仍然无影响。
P21:
1:
负攀移相当于什么的扩散?
答:
相对于正攀移相当于空位的扩散,负攀移相当于自间隙原子的扩散。
2:
负攀移通常可以忽略不计,为什么?
答:
因为晶体中自间隙原子浓度远小于空位浓度。
3:
对于没有位错的理想晶体,假定它的平衡浓度处于平衡状态,现向这个晶体中引入一根刃位错,并假定整个体系达到新的状态。
问:
对空位分布而言,新平衡状态与先前的平衡状态有什么差异?
请画两张图表示这种差异。
【】
4:
对于A、B两种原子组成的固溶体,假定Ω=0,但A与B的原子半径不同。
当没有位错时,A、B原子随机分布(如温度较高时,应变能的作用相对较小,而熵的作用较大)。
问:
固溶体中存在刃位错时,A、B的分布状况有什么变化?
请画两张图表示这种变化。
【】
P22:
2:
Cu形成一个空位的能量为0.9eV,远低于位错应变能的4eV,请简要说明原因。
答:
主要是因为压应变应变能高于压应变。
刃位错相当于在两层之间插入了半原子面,会产生压应变,且插入的原子与原来的半径相同;在同样偏离距离时,压应变的数值高于拉应变。
3:
刃位错的应变能通常大于螺位错,请根据应力分量概念给予解释。
答:
在两者柏氏矢量相同的情况下,刃位错有4个应力分量,而螺位错只有2个,因此刃位错的应变能通常大于螺位错。
P26:
1:
与抽出一层相比,同时抽出两层(10
)显然会增大位错线附近的应变能。
请从能量角度分析同时抽出两层的合理性。
2:
假定单位位错线是[1
1],请设想在图1-8(a)中其倒三角(111)面上,同时抽出两层(10
)会抽出那些原子?
【】
3:
为什么分解后的两个分位错会互相排斥?
请具体分析。
答:
首先分解后的两个分位错的主要部分是相同方向的刃位错,两者的应力场有相互作用导致分位错有互相排斥的动力;同时,相同方向的刃位错相互远离会降低晶体中的应变能,因此排斥是自发过程。
4:
请从能量角度验证式2-8.
【】
6:
(1):
为什么说层错能数值很低?
答:
因为层错能是因为次近邻原子的错位导致的,并没有涉及到主要部分,因此数值低。
(2):
分摊到每个原子的层错能与空位形成能相比,哪个更大一些?
为什么?
答:
空位形成能更大,因为空位形成能涉及到最近邻部分,因此大于层错能。
8:
图2-17(b)中,下面的两个原子如果移到右侧,则形成的“沟槽”不再是[1
1]方向,而是[01
]。
请问此时的位错是什么类型的?
答:
此时,是混合位错,因为此时位错线与柏氏矢量既不平行也不垂直。
P29:
1:
对于图2-20中的两类弗兰克位错,当晶体处于高温时,分别会发生怎样的变化?
答:
高温时晶体内空位浓度高,会出现正攀移现象,使位错线向后移动,半原子面逐渐消失;(等效于抽去了一层,将会在原位置留下一个排列错误:
ACABC)
2:
图2-22中间有4个分位错,它们分别是什么类型的?
答:
它们是肖克莱位错,也是混合位错。
P35:
3:
既然面心立方晶体的(111)面的表面能最低,为什么表面包含一定的(100)面,而不完全由(111)面组成?
答:
这是因为,总表面能=单位面积表面能×表面面积;虽然(100)面单位面积表面能高于(111)面,但引入一定量的(100)可以降低表面面积,可使总能量降低。
5:
对于金属铝,它的固液界面能与固气界面能哪个更大一些?
为什么?
答:
它的固气界面能更大,因为液体的致密度大于气体,因此液体分子粘附在表面的数量多于气体分子,表面能量下降得更多,因此固气界面能更大。
6:
讲义中说:
“与其他界面能相比,表面能的数值是比较高的。
同时,表面又是暴露在外的,所以晶体的表面极容易被其他物质(甚至是气体)污染。
(1):
为什么表面能高就易被污染?
(2):
强调“甚至是气体”是什么意思?
答:
(1):
因为晶体表面有断键,处在不稳定状态,且与其他物质结合可以使能量下降;
(2):
气体是十分稳定的,不易与其他物质结合;强调的目的是说明表面易被污染。
8:
与金属晶体相比,金属非晶体的表面能是高还是低?
为什么?
答:
非晶体的表面能低;这是因为,表面由于断键,其结构会进行重排,因此晶体和非晶体的表面能量是相同的;又因为非晶体内部能量高于晶体,所以形成表面能量的升高量是非晶体更低。
P40:
4:
图2-31(P38)左上角为:
1.6J/m2—γ0(铜表面氢气气氛中)。
请对这些数据、文字给予解释,如1.6J/m2是代表什么?
为什么指明是“氢气氛中”?
答:
代表:
每生成1m2表面,能量上升1.6J;指明“氢气氛中”,是因为晶体的表面能量高,易与其他物质结合导致能量变化,指出其表面状态可消除这一变量。
而且,氢气最有活性,影响最小。
8:
典型的金属大角度晶界能在0.32J/m2(铝)到0.87J/m2(镍)之间。
试说明为什么镍的晶界能大于铝。
答:
因为大角度晶界能主要取决于熔点,而镍的熔点高于铝,因
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