第一部分 晶体结构和晶体缺陷
1. 一次键和二次键？一次键和二次键的类型
答：一次键定义：依外层电子转移或形成电子对而形成稳定的电子结构，使原子相互结合起 来的结合方式。类型：金属键、离子键、共价键。
二次键定义：是依靠原子之间的偶极吸引力结合起来的结合方式。类型：范德瓦尔键、氢键。 2. 金属键的特点
答：金属键特点：金属键既无方向性有无饱和性，配位数大，强键。
3. 固溶体的分类；固溶体对金属的力学性能和电学性能有什么影响？为什么？
力学性能方面影响：a点阵产生畸变 原因：由于溶质与溶剂的原子大小差异引起点阵畸变和晶 格常数的变化。 对于置换固溶体： rB > rA，溶质原子周围点阵膨胀，平均点阵常数增大；rB < rA，溶质原子周围点阵收缩，平均点阵常数减小。间隙固溶体：点阵常数总是增大；b产生固溶强化 原因：通过溶入某种元素形成固熔体,而使金属强度、硬度升高。 电学性能方面影响：一般固溶体的电阻率升高，同时降低电阻温度系数 原因：随着固溶度的增加，点阵畸变增大。 4. 固溶强化机理
答：强化机理：通过溶入某种元素形成固熔体,而使金属强度、硬度升高的现象，称为固溶强化。固溶强化机理体现在溶质原子与位错的相互作用，原因是溶质原子造成点阵畸变，溶质原子对位错的钉扎形成气团，和溶质原子与溶剂原子尺寸差异而引起的弹性应力场阻碍了位错运动，即晶格畸变增大位错运动的阻力， 使金属的滑移变形变得更加困难，从而提高合金的强度和硬度。
5. 什么是一次固溶体、二次固溶体？什么是无限固溶体、有限固溶体？什么间隙固溶，有
何条件、何类型？置换固溶的条件？什么是超点阵？
答：一次固溶体：位于相图端的合金和纯组元相连接，它的晶体结构保持纯组元的晶体结构的固溶体。二次固溶体：中间相中有一定固溶度的固溶体。无限固溶体：溶质和溶剂可以任意比例互溶的固溶体。有限固溶体：溶质溶解度有限度的固溶体。间隙固溶体：溶质尺寸很小的原子溶入溶剂基体时处在晶胞的间隙位置而形成的。条件：溶质原子半径很小，致使溶质和溶剂半径差?r>41%。类型：属于有限固溶体。置换固溶体的条件：溶质和溶剂的原子半径相差不大或结构类型相似。超点阵：是完全有序的固溶体。 6. 什么是堆垛层错？
答：堆垛层错定义：实际晶体结构中，密排面的正常堆垛顺序有可能遭到破坏和错排，称为堆垛层错，简称层错。
7. 什么是中间相？中间相的分类
答：中间相定义：在相图上凡不和相图端际相连接的相形成的晶体结构和端际固溶体组元均不相同的新相，叫做中间相。
中间相的分类：a正常价化合物 b电子化合物 c尺寸因素化合物 d超结构（有序固溶体） 8. 画出面心立方金属晶体的单胞，指出其中的任一最密排面和最密排方向，写出其晶面、
晶向簇指数。
9. 计算FCC、BCC的（100）、（110）、（111）的面密度。
10. 什么是点缺陷、线缺陷、面缺陷？ 答：
11. 弗兰克空位和肖特基空位的差别
答：弗兰克尔（Frenkel）空位:离位原子进入晶体间隙。
肖脱基（Schottky）空位: 离位原子进入其它空位或迁移至晶界或表面。 12. 点缺陷扩散的三种机制
答：机制：空位 、间隙原子、杂质原子？（热缺陷、杂质缺陷、非化学计量结构缺陷） 13. 点缺陷的存在会使体系的能量升高，为什么还说它是一种热平衡缺陷？
答：点缺陷存在的原因：晶体中点缺陷的存在一方面造成点阵畸变，使晶体的内能升高，降低了晶体的热力学稳定性，另一方面由于增大了原子排列的混乱程度，并改变了其周围原子的振动频率，引起组态熵和振动熵的改变，使晶体熵值增大，增加了晶体的热力学稳定性。这两个相互矛盾的因素使得晶体中的点缺陷在一定的温度下有一定的平衡浓度。 14. 用点缺陷扩散原理说明金属的蠕变现象。
答：蠕变与缺陷：蠕变是借固态扩散过程完成的，扩散过程必伴随着点缺陷（包括点阵空位、自填隙原子、填隙杂质原子）的输运。扩散蠕变是在高温下空位的移动造成的，移动过程中产生一定的空位浓度差，是晶体产生伸长的塑性变形，造成金属的蠕变现象。 15. 请用温度对点缺陷浓度的影响及间隙固溶的机制，举例说明化学热处理的原理。 答：由于空位和间隙原子的不断产生和复合才不停地从一处向另一处作无规则的布朗运动，而做扩散运动，是化学热处理的基础。温度对扩散的影响：温度升高，原子热振动能量大，同时，晶格空位密度增大，从而使扩散系数随温度升高而急剧增大，扩散速度增加。例如：C在奥氏体中扩散，N在铁素体中扩散。间隙式扩散：原子在晶格点阵的间隙位置间跃迁，
形成间隙固溶体。例如C、N、B在铁中的扩散。 16. 什么是过饱和点缺陷？如何获得过饱和点缺陷？
答：定义：晶体中的点缺陷数量超过了其平衡浓度，称为过饱和点缺陷。
如何获得：1高温淬火； 2冷变形加工； 3高能粒子（质子、中子）的辐射效应。 17. 刃位错、螺位错和混合位错？它们的柏氏矢量与位错线的关系？ 答：刃位错：位错线与柏氏矢量垂直且与滑移方向垂直的位错称刃型位错。 螺位错：位错线与柏氏矢量平行且与滑移方向垂直的位错称刃型位错。
混合位错：其柏氏矢量既不平行也不垂直于位错线，而与位错线相交成任意角度，这种位错称为混合位错。
18. 全位错和不全位错的概念与区别。
答：全位错：柏氏矢量等于点阵矢量或其整数倍的位错。故全位错滑移后晶体原子排列不变; 不全位错：把柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错。
区别：全位错堆垛层错发生在晶体的整个原子面上，在层错与完整晶体的交界处就存在柏氏矢量b等于点阵矢量或者其整数倍的全位错，滑移后晶体原子排列不变;不全位错堆垛层错不是发生在晶体的整个原子面上而只是部分区域存在, 在层错与完整晶体的交界处就存在柏氏矢量b不等于点阵矢量的不全位错，滑移后晶体原子排列改变。 19. 位错反应的条件是什么？什么是扩展位错？ 答：几何条件：?bb??ba 能量条件：?bb2??ba2
扩展位错：把一个全位错分解成两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的整个位错组态。 20. 位错的运动：攀移、滑移、交滑移、多滑移、交割的概念
答：攀移：位错沿垂直于滑移面方向上移动。（实现：刃位错多余半原子面的扩大或缩小）滑移：位错沿滑移面方向移动。（实现：在外加切应力的作用下，通过位错中心附近的原子沿柏氏矢量方向在滑移面上不断地作少量的位移）交滑移：两个或多个滑移面按一个滑移方向滑移称交滑移。（或者：当一螺型位错在原滑移面上运动受阻时，可从原滑移面转移到与之相交的另一滑移面上继续滑移称为交滑移）多滑移：外力取向是两个或多个滑移系上的分切应力均达到临界分切应力值时，而导致这些滑移系同时开动而发生多系滑移。交割:位错在某一滑移面上移动时，与穿过滑移面的其他位错发生相互作用称为交割。
21. 两种工程材料的原子间距－能量曲线如题图，请根据下列应用目的选取恰当的材料，并
说明理由。 （1）高刚度的横梁 （2）高温下使用的坩锅
（3）由尺寸变化来检测温度变化的传感器
答：（1）A比B有更深的对称阱,故A的膨胀系数小，弹性模量大，A适用做高刚度的横梁。 （2）A的膨胀系数小,受温度影响不易因膨胀而导致胀裂，适用做高温下使用的坩锅。 （3）B的膨胀系数大,受温度影响而以膨胀变形，对温度敏感，适用做传感器。 22. 滑移系、取向因子、施密特定律的适用范围、位错运动的晶格阻力派-拉力、位错密度、
Cottrell气团、铃木气团。
cos?cos??m 答：滑移系：一个滑移面和此面上的滑移方向合起来叫做滑移系。取向因子：
施密特定律??FA0cos?cos??m?的适用范围：只有单系滑移才适用。派-拉力
?p?n??2?aexp??1???b(1??2G?L?：位错在运动时遇到的点阵阻力。位错密度??V：单位体)?积中含位错的总长度。Cottrell气团：溶质原子在位错周围汇集称为Cottrell气团。铃木气