第二章：晶体缺陷

一. 解释以下基本概念

肖脱基空位、弗仑克尔空位、位错、刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错密度、位错的滑移、位错的攀移、弗兰克-瑞德源、派-纳力、单位位错、不全位错、堆垛层错、位错反应、扩展位错、表面能、界面能、对称倾侧晶界、共格界面、非共格界面、内吸附.

二、填空题

1、按照几何尺寸分类，晶体中存在三种缺陷，分别是（ ），（ ），（ ）。

2、晶体中点缺陷主要表现形式有（ ），（ ）和（ ）。 3、位错有两种基本类型，分别是（ ），（ ）。 4、刃型位错的柏氏矢量与位错线（ ），螺型位错的柏氏矢量与位错线（ ）。

5、柏氏矢量代表晶体滑移的（ ）和（ ），也表示位错线周围（ ）总量的大小。

6、位错的运动有两种，分别是（ ）和（ ），刃型位错的柏氏矢量与其垂直的位错线所构成的平面称为（ ），对于一条刃型位错而言，该面是唯一的，故不可能产生（ ）运动。

7、体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格的单位位错的柏氏矢量分别可表示成（ ）、（ ）和（ ）。

8、面心立方晶体中有两种重要的不全位错，柏氏矢量分别为（ ），（ ）。

9、晶体的面缺陷主要包括（ ），（ ），（ ），（ ）。 10、具有不同结构的两相之间的界面称为（ ），该界面有三种，分别是（ ），（ ）和（ ）。

三. 在Fe中形成1mol空位的能量为104.675kJ，试计算从20℃升温至850℃时空位数目增加多少倍？

四、指出下图各段位错的性质,并说明刃型位错部分的多半原子面.

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五、如右图,某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b的位错环,并受到一均匀切应力τ.

(1)分析该位错环各段位错的结构类型. (2)求各段位错线所受的力的大小及方向. (3)在τ的作用下,该位错环将如何运动? (4)在τ的作用下,若使此位错环在晶体中稳定不动,其半径应为多少?

?六、面心立方晶体中，在（111）面上的单位位错b=a/2[110]，在（111）面上分解为两个肖克莱不完全位错，请写出该位错反应，并证明所形成的扩展位错的宽度由下式给出：

七、已知单位位错a/2[101]能与肖克莱不完全位错a/6[121]相结合形成弗兰克不全位错，试说明：

（1）新生成的弗兰克不全位错的柏氏矢量。 （2）判断此位错反应能否进行？

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??（3）这个位错为什么称固定位错？

八、判定下列位错反应能否进行？若能进行，试在晶胞上作出矢量图。

九、试分析在（111）面上运动的柏氏矢量为b=a/2[110]的螺型位错受阻时，能否通过交滑移转移到（111），（111），（111）面中的某个面上继续运动？为什么？

十、已知柏氏矢量的大小为b=0.25nm，如果对称倾侧晶界的取向差 θ=1°和10°，求晶界上位错之间的距离。从计算结果可得到什么结论？

十一、根据晶粒的位向差及其特点，晶界有那些类型？有何特点属性？

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第三章：纯金属的凝固

一、 解释以下基本概念

结晶、过冷、过冷度、结构起伏、能量起伏、均匀形核、非均匀形核、临界晶核半径、临界晶核形核功、形核率、变质处理、光滑界面、粗糙界面、树枝晶、柱状晶、等轴晶、单晶、非晶、微晶、准晶、多晶体。

二、填空题

1、金属结晶一般发生在理论结晶温度以下，这种现象称为（ ），理论结晶温度与实际结晶温度的差值叫做（ ），冷却速度越大，则（ ）越大。

2、金属结晶过程是一个不断（ ）和（ ）的过程，直至液体耗尽为止。若由一个晶核长成的晶体叫做（ ），多个晶核长成的晶体叫做（ ）。

3、要获得结晶过程所必须的驱动力，一定要有（ ），过冷度（ ），液固两相自由能差值（ ），驱动力（ ），临界晶核半径（ ），临界晶核形核功（ ），形核率（ ），结晶后（ ）越细小。

4、在过冷液体中，会出现许多尺寸不同的原子小集团称为（ ），只有当原子小集团的半径大于（ ）时，才可作为晶核而长大。 5、在形核时，系统总自由能变化是（ ）降低和（ ）增加的代数和，前者是形核的（ ），后者是形核的（ ）。 6、均匀形核时，临界晶核形核功与过冷度的关系可表达成（ ），它表明当形成临界尺寸晶核时，体积自由能补偿表面能的（ ），尚有（ ）表面能没有得到补偿，需依靠（ ）。

7、非均匀形核时，其形核功大小与润湿角?有关，当?=00时，ΔG非=（ ），当?=900时，ΔG非=（ ），当?=1800时，ΔG非=（ ）。说明润湿角?越小，对形核越（ ）。

8、晶核长大与液固界面结构有关，一般粗糙界面以（ ）方式长

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