二、综合题1. 在面心立方点阵中画出菱方(形)点阵,并说明为什么在这样的点阵排列中应取面心立方点阵而不取菱方点阵。

单胞选取原则:①所选单胞应具有最高的对称性;②单胞在最高对称性下具有最小的体积。所以这样的点阵排列不取菱方点阵,这是因为菱方点阵晶胞虽然体积较立方晶胞点阵小,但其对称性低,不能充分反映所取单胞具有的最高对称性。
2. 画出应力下螺型位错通过双交滑移形成弗兰克-里德位错源的过程,并画出通过弗兰克-里德位错源使位错增殖的过程(及位错环的形成过程),并对上述过程加以简单说明。

螺型位错双交滑移形成弗兰克-里德位错源,弗兰克一里德位错源使位错增殖过程见上图。
由于螺型位错双交滑移过程中形成的刃型割阶不能滑移,即A,B两端被固定,所以只能使位错线发生弯曲,单位长度位错线所受的滑移力F总是与位错线本身垂直,所以弯曲后的位错每一小段继续受到F的作用,沿它的法线方向向外扩展,其两端分别绕节点A,B发生旋转。当两端弯出来的线段相互靠近时,由于该两线段平行于b,但位错线方向相反,分别属于左螺旋和右螺旋位错,互相抵消,形成一闭合的位错环和位错环内的一小段弯曲位错线。只要外加应力继续,位错线便继续向外扩张,同时环内的弯曲位错在线张力作用下又被拉直,恢复到原始状态,并重复以前的运动,从而造成位错的增殖。
3. 超细晶粒的制备已成为提高材料强韧性的主要手段之一。通过凝固的快冷(即增加过冷度)是获得细晶铸件的重要方法。已知铜的凝固温度T
m=1356K,溶化热L
m=1628×10
6J/m
2,比表面能σ=177×10
-3J/m
2,
1)试求欲在均匀形核条件下获得半径为2nm晶粒所需的过冷度;
2)试写出其他三种可能获得细晶的方法。
(1)由公式

(2)可能获得细晶的方法:塑性变形,再结晶,凝固时添加形核剂,凝固时施加振动促进形核。
4. 假设内部原子从A处迁移到B处.在500℃时的跳跃频率(Γ)为5×10
8次/s,800℃时的跳跃频率为8×10
8次/s,计算扩散激活能Q。
由公式

得

由(1),(2)式可得:

将Γ
1=5×10
8,T
1=773K,Γ
2=8×10
8,T
2=1073K,R=8.314代入上式,得
Q=1.34×10
4J/mol
5. 从所示NiO-MgO二元相图
1)确定某成分范围的材料,在2600℃完全熔化,而使它们在2300℃不熔化;
2)计算NiO-20mole%MgO陶瓷在2200℃时NiO的相对量(直接用相图中的摩尔分数计算)。
(1)由作图法可知,符合此条件的材料的成分范围是NiO-47%~60%MgO。
(2)由杠杆定理可得2200℃液相的相对量为:
