答案3 期中考試材料物理資料

1、畫(huà)出砷化鎵（GaAs）的晶胞結(jié)構(gòu)，并標(biāo)出各原子的坐標(biāo)。計(jì)算單位晶胞的空間利用率。晶胞參數(shù)a=0.566nm空間利用率為

0.6522、在六方晶系的晶胞上畫(huà)出（10-11）晶面，[11-20]和[1-101]晶向.3、點(diǎn)缺陷的平衡濃度及其物理意義是什么？一定溫度下，晶格的熱振動(dòng)漲落使間隙原子和空位長(zhǎng)生運(yùn)動(dòng)，引起其產(chǎn)生和復(fù)合，經(jīng)過(guò)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，產(chǎn)生和復(fù)合達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，存在著分布均勻、密度穩(wěn)定的點(diǎn)缺陷，該狀態(tài)下缺陷的濃度為平衡濃度：物理意義：溫度對(duì)濃度的強(qiáng)烈影響，濃度隨溫度指數(shù)升高。缺陷的形成能

決定缺陷所占的比例，形成能越高，越難形成該缺陷。4、位錯(cuò)反應(yīng)的基本條件是什么？指出面心立方（fcc）和體心立方（bcc）中的特征位錯(cuò)（以最短點(diǎn)陣矢量為柏矢量的位錯(cuò)）,并判斷以下位錯(cuò)反應(yīng)是否可以進(jìn)行，為什么？位錯(cuò)反應(yīng)的條件：(1)幾何條件:柏氏矢量守恒性，即：∑b前

=∑b后

(2)能量條件:反應(yīng)過(guò)程能量降低——反應(yīng)驅(qū)動(dòng)力,

即：∑︱b前︱2﹥∑︱b后︱2特征位錯(cuò)：面心立方（fcc）:體心立方（bcc）:舉例：幾何條件：反應(yīng)前后柏氏矢量守恒能量條件：反應(yīng)前-

反應(yīng)后-

能量降低，綜上所述，該反應(yīng)可以發(fā)生。5、什么是貝比爾層？說(shuō)明研磨金屬表面，產(chǎn)生貝比爾層的原因。經(jīng)機(jī)械加工后的固體材料表面，都會(huì)產(chǎn)生一層與體內(nèi)性質(zhì)有明顯差異的非晶態(tài)層，稱(chēng)為貝比爾層。在機(jī)械加工的過(guò)程中，局部升溫，造成一定數(shù)量的晶格畸變，強(qiáng)烈的變形和再結(jié)晶，致使晶粒變細(xì)，形成非晶態(tài)層。6、寫(xiě)出晶界偏析的定義和形成原因，據(jù)晶界偏析濃度表達(dá)式分析晶界偏析的幾種主要影響因素。定義：晶界偏析是指在平衡條件下，溶質(zhì)原子（離子）在晶界處濃度偏離平均濃度。形成原因：晶界結(jié)構(gòu)缺陷比晶內(nèi)多，溶質(zhì)原子（離子）處于晶內(nèi)的能量比處在晶界的能量高，晶內(nèi)原子自發(fā)向晶界區(qū)域偏析，最終會(huì)使體系能量降低。主要影響因素：溶質(zhì)濃度C0，正，溫度，負(fù)，內(nèi)能差，正，界面能變化（解釋怎樣影響）。7、列舉幾種通過(guò)測(cè)相變臨界點(diǎn)以建立相圖的方法，并說(shuō)明用熱分析測(cè)定臨界點(diǎn)及建立二元相圖的過(guò)程。測(cè)定材料臨界點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方法有兩種方法類(lèi)型:(1)動(dòng)態(tài)法：熱分析法、膨脹法、電阻法;(2)靜態(tài)法：金相法、X－ray衍射分析法以熱分析法說(shuō)明建立二元相圖的步驟：1.

按質(zhì)量分?jǐn)?shù)先配制一系列具有代表性成分不同的二元合金。2.

測(cè)出上述所配合金及純金屬的冷卻曲線。

3.

求出各冷卻曲線上的臨界點(diǎn)。純金屬的冷卻曲線上有一平臺(tái)，表示其在恒溫下凝固。合金的冷卻曲線上沒(méi)有平臺(tái)，而為二次轉(zhuǎn)折，溫度較高的折點(diǎn)表示凝固的開(kāi)始溫度，而溫度低的轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)凝固的終結(jié)溫度。4.將各臨界點(diǎn)分別投到對(duì)應(yīng)的合金成分、溫度坐標(biāo)中，每個(gè)臨界點(diǎn)在二元相圖中對(duì)應(yīng)一個(gè)點(diǎn)。5.連接各相同意義的臨界點(diǎn)(開(kāi)始點(diǎn)或終了點(diǎn))就得到了合金的二元相圖。（1）兩相平衡狀態(tài)（2）液相、固相（3）自由度數(shù)：f=n+1-p=2+1-2=1（4）含鎳20%的合金在T1平衡狀態(tài)下,

液相Ni15%,Cu85%；固相Ni35%,Cu65%；（5）T1溫度下，成分20%的合金處于L+α兩相狀態(tài)，故對(duì)合金：Qt=QL+Qα

對(duì)鎳：Qt*20%=QL*15%+Qα*35%.

解得QL:Qα=3:18、銅鎳二元合金相圖部分，含鎳20%的合金在溫