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材基习题

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第六章 空位与位错

一、 名词解释

空位平衡浓度,位错,柏氏回路,P-N 力,扩展位错,堆垛层错,弗兰克-瑞德位错源, 奥罗万机制,科垂耳气团,面角位错,铃木气团,多边形化

二、 问答

1 fcc 晶体中,层错能的高低对层错的形成、扩展位错的宽度和扩展位错运动有何影响?层错能对金属材料冷、热加工行为的影响如何?

2. 在铝单晶体中(fcc 结构),

1) 位错反应]

101[2

a

→]

112[6

a

]+]121[6

a

能否进行?写出反应后扩展位错宽度的表

达式和式中各符号的含义;若反应前的]

101[2a

是刃位错,则反应后的扩展位错能进行何

种运动?能在哪个晶面上进行运动?若反应前的]

101[2a 是螺位错,则反应后的扩展位错

能进行何种运动?

2) 若(1,1,1)面上有一位错]

110[2a b =

,与)(111面上的位错

]

011[2

a b =发生反应,如图6-1。写出位错反应方程式,说明新位错的性质,是否可动。

3) 写出(111)与(111)两个滑移面上两全位错所分解为肖克莱不全位错的两个反应式。

4) 如果两扩展位错运动,当它们在两个滑移面交线AB 相遇时,两领先不全位错为

[]

1126

a 和]

121[6

a

,两领先位错能否发生反应,若能,求新位错柏氏矢量;分析新形成

位错为何种类型位错,能否自由滑移,对加工硬化有何作用。

图6-1

3 螺旋位错的能量公式为02

ln

4r R

Gb

E S π=

。若金属材料亚晶尺寸为R=10-3~10-4cm ,r 0

约为10-8cm ,铜的G =4×106N/cm 2,b =2.5×10-8

cm 。 (1)试估算Es

(2)估算Cu 中长度为1个柏氏矢量的螺型位错割阶的能量。

4 平衡空位浓度与温度有何关系?高温淬火对低温扩散速度有何影响?

5 已知Al 的空位形成能为0.76eV ,问从27ε 升温到627ε 时空位浓度增加多少倍(取系数

A=1)

6 在一个刃型位错附近放置另一个与之平行同号的另一个刃型位错,其位置如图6-2所示1,2,3,问它们在滑移面上受力方向如何?

7、位错对金属材料有何影响?

第六章空位与位错

一、名词解释

空位平衡浓度:金属晶体中,空位是热力学稳定的晶体缺陷,在一定的空位下对应一定的空位浓度,通常用金属晶体中空位总数与结点总数的比值来表示。

位错:晶体中的一种原子排列不规则的缺陷,它在某一个方向上的尺寸很大,另两个方向上尺寸很小。

柏氏回路:确定柏氏族矢量的过程中围绕位错线作的一个闭合回路,回路的每一步均移动一个原子间距,使起点与终点重合。

P-N力:周期点阵中移动单个位错时,克服位错移动阻力所需的临界切应力

扩展位错:两个不全位错之间夹有层错的位错组态

堆垛层错:密排晶体结构中整层密排面上原子发生滑移错排而形成的一种晶体缺陷。

弗兰克-瑞德位错源:两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后,互相邻近的位错线抵消后产生新位错,原被钉扎错位线段恢复到原状,不断重复产生新位错

的,这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。

Orowan 机制:合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形,位错绕过粒子,在粒子周围留下一个位错环使材料得到强化的机制。

科垂尔气团:围绕刃型位错形成的溶质原子聚集物,通常阻碍位错运动,产生固溶强化效果。

铃木气团:溶质原子在层错区偏聚,由于形成化学交互作用使金属强度升高。

面角位错:在fcc 晶体中形成于两个{111}面的夹角上,由三个不全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。

多边形化:连续弯曲的单晶体中由于在加热中通过位错的滑移和攀移运动,形成规律的位错壁,成为小角度倾斜晶界,单晶体因而变成多边形的过程。

二、 问答

1 解答:层错能高,难于形成层错和扩展位错,形成的扩展位错宽度窄,易于发生束集,容易发生交滑移,冷变形中线性硬化阶段短,甚至被掩盖,而抛物线硬化阶段开始早,热变形中主要发生动态恢复软化;层错能低则反之,易于形成层错和扩展位错,形成的扩展位错宽度较宽,难于发生束集和交滑移,冷变形中线性硬化阶段明显,热变形中主要发生动态再结晶软化。

2. 解答: 1)对于位错反应,需要同时满足能量条件和几何条件,反应才能进行。

在]

101[2

a

→]

112[6

a

]+]

121[6

a

中,

2

2

2222

20112

a

a b =

++=∑)()(

2

2

222

2

3

21126

a a

b =

?++=∑)()(后

,2

2

b b ∑>∑,满足能量条件;同时

]

101[2]112112[6

]101[2

a a

b a b =

-+-+-=

∑==∑))()((后前,满足几何条

件,故反应能进行。

扩展位错宽度πγ221)(b b G d =

,G 为切弹性模量,b1、b2为不全位错柏氏矢量,γ为层错能。若反应前的]

101[2

a

是刃位错,则反应后的扩展位错只能在原滑移面上进行

滑移;若反应前的]

101[2

a

是螺型位错,反应后形成的扩展位错可以进行束集,与其

相交面如)(111面相交处束集,而后过渡到

)(111面上进行运动,并有可能再次分解为扩展位错。

2)若(1,1,1)面上位错]

110[2a b =

与)(111面上的位错]

011[2a b =

相遇,它们之间

能满足能量条件和几何条件,可以发生位错反应,反应式为:]

110[2

]011[2

]110[2

a a a =

+

。新位错位于(001)面上,是纯刃型位错,由于不在其滑移

面{111}面上,为不可动位错。

3)(111)与(111)两个滑移面上全位错分解为肖克莱不全位错的两个反应式为:

(111)晶面上:]

211[6

]112[6

]110[2

a a a

+

-

,)(111面上的位错

]

112[6]211[6]011[2a a a +

-

4)如果两扩展位错运动分解后的两个领先不全位错为[]

1126a

和]

121[6a

,两领先位错之间依据能量条件和几何条件要求,可以判断位错反应可以进行。新位错柏氏矢量为

]

110[6

a ;新形成位错为在(001)面上刃型位错,牵制到其它两个不全位错和两个层错均

不能运动,会引起冷加工中的加工硬化。

3 解答:1)将各参数带入公式中可以计算得到Es =0.73~0.92Gb 2;

2)Cu 中长度为1个柏氏矢量的螺型位错割阶的能量约为(1.725~2.3)×10-11J/cm 2

4 解答:平衡空位浓度)(kT E A C V

-

=exp ,A 为材料常数,k =1.38×10-23 J/K ,Ev 为空

位形成能。,即温度越高,空位浓度越大。高温淬火后由于高浓度空位被保留至低温,对低温加热扩散有促进作用。

5 解答:平衡空位浓度)(kT E A C V

-

=exp ,Al 的空位形成能为0.76eV =0.76×(1.602×

10-19 J ),k =1.38×10-23 J/K ,系数A=1。计算可得27ε (300K )时空位浓度C1=1.7×10-13

,627ε 时空位浓度为C2=5.54×10-5,故从27ε 升温到627ε 时空位浓度增加8

1

210

258.3?=C C 倍。

6 解答:两平行同号刃型位错之间滑移面上的受力:

2

2

2

2

2

12)()

()(y x y x x b Gb F x +--'

=

νπ,G 为切弹性模量,b ,b '为两刃型位错的柏氏矢量,ν为

泊松比。

故位置1位错受斥力,位置2位错处于亚稳平衡,偏离该位置则远离或运动到与原点处位错垂直的地方。位置3处第二个位错处于与原点处位错垂直的上方,处于稳定态。

7、解答:位错是晶体中的缺陷,对材料有许多重要影响。 1) 对变形影响。通过位错运动完成塑性变形;

2) 对性能影响,与第二相粒子,通过切过或绕过机制强化材料,冷加工中位错密度增加

也能强化材料,或通过形成科垂尔气团强化材料,以及位错运动中相互交截,或形成割阶、面角位错等使材料强化;

3) 对再结晶中的晶核形成机制有影响; 是优先扩散通道。

第七章金属塑性变形

一名词解释

固溶强化,应变时效,孪生,临界分切应力,变形织构

二问答

1 单相合金的冷塑性变形与纯金属的室温塑性变形相比,有何特点。

2 金属晶体塑性变形时,滑移和孪生有何主要区别?

3 A-B二元系中,A晶体结构是bcc,形成α固溶体,B晶体结构是fcc,形成β固溶体,A 与B形成η相,其晶体结构是hcp:

1)指出α,β,η三个相的常见滑移系;

2)绘出它们单晶变形时应力-应变曲线示意图,试解释典型低层错能面心立方单晶体的加工硬化曲线,并比较与多晶体加工硬化曲线的差别。

4 简述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构的成因及对金属材料性能的影响。

5 为什么金属材料经热加工后机械性能较铸造态好。

6 何为加工硬化?列出产生加工硬化的各种可能机制。(不必说明),加工硬化现象在工业上有哪些作用?

7 铝单晶体拉伸时,其力轴为[001],一个滑移系的临界分切应力为0.79MN/m2,取向因子COSφCOSλ=0.41,试问有几个滑移系可同时产生滑移?开动其中一个滑移系至少要施加多大的拉应力?

9 简要说明第二相在冷塑性变形过程中的作用。

10 讨论织构的利弊及控制方法。

11 叙述金属和合金在冷塑性变形过程中发生的组织性能的变化。

12 图7-1所示低碳钢的三条拉伸曲线,1-塑性变形;2-去载后立即再行加载;3-去载后时效再加载。试回答下列问题:

1)解释图示曲线2无屈服现象和曲线3的屈服现象。

2)屈服现象对金属变形制件表面质量有何影响,如何改善表面质量。

13 退火纯Fe,其晶粒尺寸d=1/4mm时,其屈服点σs=100MNm-2;d=1/64mm时σs=250MNm-2。d=1/16mm时,根据霍尔—配奇公式求其σs为多少?

第七章金属塑性变形

一名词

固溶强化:固溶体中的溶质原子溶入基体金属后使合金变形抗力提高,应力-应变曲线升高,塑性下降的现象;

应变时效:具有屈服现象的金属材料在受到拉伸等变形发生屈服后,在室温停留或低温加热后重新拉伸又出现屈服效应的情况;

孪生:金属塑性变形的重要方式。晶体在切应力作用下一部分晶体沿着一定的晶面(孪晶面)和一定的晶向(孪生方向)相对于另外一部分晶体作均匀的切变,使相邻两部分的晶体取向不同,以孪晶面为对称面形成镜像对称,孪晶面的两边的晶体部分称为孪晶。形成孪晶的过程称为孪生;

临界分切应力:金属晶体在变形中受到外力使某个滑移系启动发生滑移的最小分切应力;

变形织构:多晶体中位向不同的晶粒经过塑性变形后晶粒取向变成大体一致,形成晶粒的择优取向,择优取向后的晶体结构称为变形织构,织构在变形中产生,称为变形织构。

二问答

1 简答:纯金属变形主要借助位错运动,通过滑移和孪生完成塑性变形,开动滑移系需要临界切应力,晶体中还会发生扭转;单相合金的基本变形过程与纯金属的基本过程是一样的,但会出现固溶强化,开动滑移系需要临界切应力较大,还有屈服和应变时效现象。

2 简答:滑移时原子移动的距离是滑移方向原子间距的整数倍,孪生时原子移动的距离不是孪生方向原子间距的整数倍;滑移时滑移面两边晶体的位向不变,而孪生时孪生面两边的晶体位向不同,以孪晶面形成镜像对称;滑移时需要的临界分切应力小,孪生开始需要的临界分切应力很大,孪生开始后继续切变时需要的切应力小,故孪生一般在滑移难于进行时发生。

3 简答:1)α的滑移系为{110}<111>,β相的常见滑移系为{111}<110>,η相的常见滑移

系为(0001)<1120>。

2)它们单晶变形时应力-应变曲线示意图如图。

典型的面心立方单晶体的加工硬化曲线可以分为三个阶段。当切应力达到晶体的临界分切应力时,其应力-应变曲线近似为直线,称为易滑移阶段,此时加工硬化率很小,滑移线细长,分布均匀;随后加工硬化率显著增加,称为线性硬化阶段,滑移系在几组相交的滑移系上发生,位错彼此交截,滑移线较短;第三阶段称为抛物线硬化阶段,加工硬化随应变增加而减少,出现许多碎断滑移带,滑移带端部出现交滑移痕迹。

多晶体加工硬化曲线一般不出现易滑移的第一阶段,而加工硬化率明显高于单晶体。

4 简答:冷加工纤维组织是纯金属和单相合金在冷塑性变形时和变形度很大的条件下,各晶粒伸长成纤维状;带状组织是复相合金在冷塑性变形和变形度大的条件下第二相被破碎或伸长,沿变形方向成带状分布而形成的;变形织构是金属和合金在在冷塑性变形时晶粒发生择优取向而形成的。

上述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构都使材料的性能具有方向性,即在各个方向上的性能不均,对使用性能有不良影响,但少数金属材料,如用作变压器的硅钢片,各向异性能更好满足使用要求。

5 简答:金属材料经热加工后机械性能较铸造态好的主要原因是热加工时的高温、大变形量使气泡、疏松和微裂纹得到机械焊合,提高了材料的致密性,消除了铸造缺陷,同时改善夹杂物和脆性相的形态、大小和分布,使枝晶偏析程度减弱,合金成分均匀性提高,热加工中形成合理的加工流线,热加工还可使金属显微组织细化,这些都可以提高金属材料的性能。

6 简答:金属材料经冷加工后,强度增加,硬度增加,塑性降低的现象称为加工硬化。产生加工硬化的各种可能机制有滑移面上平行位错间的交互作用的平行位错硬化理论,以及滑移面上位错与别的滑移面上位错林切割产生割阶的林位错强化理论。

加工硬化在实际生产中用来控制和改变金属材料的性能,特别是对不能热处理强化的合金和纯金属尤为重要,可以进行热处理强化的合金,加工硬化可以进一步提高材料的强度;加工硬化是实现某些工件和半成品加工成型的主要因素;加工硬化也会带来塑性降低,使变形困难的影响,还会使材料在使用过程中尺寸不稳定,易变形,降低材料耐蚀性。

7 简答:可有8个滑移系同时产生滑移(可以通过计算fcc 的滑移系与[001]方向的夹角得到此结果)。开动其中一个滑移系至少要施加的拉应力为

)

MN/m (93.141

.079.0cos cos 2

==

=

?

λτσk

9 简答:第二相在冷塑性变形过程中的作用一般是提高合金强度,但还取决于第二相的种类数量颗粒大小形状分布特点及与基体结合界面结构等,对塑性变形影响复杂。第二相强度高于基体但有一定塑性,其尺寸、含量与基体基本接近,则合金塑性是两相的变形能力平均值。第二相硬、脆,合金变形只在基体中进行,第二相基本不变形;第二相均匀、弥散分布在固溶体基体上,可以对合金产生显著强化作用。

10 简答:织构由晶粒择优取向形成,变形织构对再结晶织构形成有主要影响,织构造成材料性能各向异性。各向异性在不同情况需要避免或利用。织构控制可以通过控制合金元素的种类和含量、杂质含量、变形工艺(如变向轧制)和退火工艺等多种因素的配合。

11 简答:金属和合金在冷塑性变形过程中发生的组织性能的变化主要有晶粒被拉长,形成纤维组织,冷变形程度很高时,位错密度增高,形成位错缠结和胞状组织,发生加工硬化,,变形金属中出现残余应力,金属在单向塑性变形时出现变形织构。

12 简答: 1)屈服现象是由溶质原子与位错交互作用产生气团产生的,在外力作用下使位错挣脱溶质原子的钉扎,材料出现屈服现象,曲线2在位错脱离钉扎后溶质原子来不及重新聚集形成气团,故无屈服现象;曲线3在出现屈服后时效再加载,溶质原子可以重新聚集形成气团,故又出现屈服现象;

2)屈服现象使金属材料在拉伸和深冲过程中变形不均匀,造成工件表面不平整。可以通过加入与溶质原子形成稳定化合物的其它元素,减少间隙溶质原子含量,减少气团,消除或减轻屈服现象,或在深冲之前进行比屈服伸长范围稍大的预变形,使位错挣脱气团的钉扎,然后尽快深冲。

13 简答:根据霍尔—配奇公式:2

10-+=kd

s σσ,则按照题意有:

21

041

100-+=)(k σ和2

1

0641

250-

+=)(k σ,可以解得σ0=50,k =25,故可求得当

d=1/16mm 时,根据霍尔—配奇公式求得σs =50+25×2

1

16

1-)(

=150 MNm -2。

1 名词

变形织构与再结晶织构,再结晶全图,冷加工与热加工,带状组织,加工流线,动态再结晶,临界变形度,二次再结晶,退火孪晶

2 问答

1 再结晶与固态相变有何区别?

2 简述金属冷变形度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。

3 灯泡中W丝在高温下工作,发生显著晶粒长大性能变脆,在热应力作用下破断,试找出两种延长钨丝寿命的方法?

4 户外用的架空铜导线(要求一定的强度)和户内电灯用花线,在加工之后可否采用相同的最终热处理工艺?为什么?

5 纯铝经90%冷变形后,取三块试样分别加热到70ε,150ε,300ε,各保温一小时后空冷,纯铝的熔点为660ε。

1)分析所得组织,画出示意图;

2)说明它们强度、硬度的高低和塑性方面的区别并简要说明原因。

7 今有工业纯钛、纯铝和纯铅铸锭,试问如何选择它们的轧制开坯温度?开坯后,将它们在室温(20℃)进行轧制,它们的塑性谁好谁坏?为什么?它们在室温下可否连续轧制下去?钛、铅、铝分别怎样才能轧成很薄的带材?

已知:工业纯金属的再结晶温度T

再=(0.3-0.4)T

,钛熔点1672℃,883℃以下为hcp,

883℃以上为bcc;铝熔点为660℃,fcc结构(面心立方);铅熔点为327℃,fcc结构(面心立方)。

8 试说明晶粒大小对金属材料室温及高温力学性能的影响,在生产中如何控制材料的晶粒度。

9 如何提高固溶体合金的强度

10 试用位错理论解释固溶强化,弥散强化,以及加工硬化的原因。

1 名词

变形织构:多晶体中位向不同的晶粒经过塑性变形后晶粒取向变成大体一致,形成晶粒的择优取向,择优取向后的晶体结构称为变形织构,织构在变形中产生,称为变形织构;

再结晶织构是具有变形织构的金属经过再结晶退火后出现的织构,位向于原变形织构可能相同或不同,但常与原织构有一定位向关系。

再结晶全图:表示冷变形程度、退火温度与再结晶后晶粒大小的关系(保温时间一定)的图。

冷加工与热加工:再结晶温度以上的加工称为热加工,低于再结晶温度又是室温下的加工称为冷加工。

带状组织:多相合金中的各个相在热加工中可能沿着变形方向形成的交替排列称为带状组织;

加工流线:金属内部的少量夹杂物在热加工中顺着金属流动的方向伸长和分布,形成一道一道的细线;

动态再结晶:低层错能金属由于开展位错宽,位错难于运动而通过动态回复软化,金属在热加工中由温度和外力联合作用发生的再结晶称为动态再结晶。

临界变形度:再结晶后的晶粒大小与冷变形时的变形程度有一定关系,在某个变形程度时再结晶后得到的晶粒特别粗大,对应的冷变形程度称为临界变形度。

二次再结晶:某些金属材料经过严重变形后在较高温度下退火时少数几个晶粒优先长大成为特别粗大的晶粒,周围较细的晶粒逐渐被吞掉的反常长大情况。

退火孪晶:某些面心立方金属和合金经过加工和再结晶退火后出现的孪晶组织。

2 问答

1 简答:再结晶是一种组织转变,从变形组织转变为无畸变新晶粒的过程,再结晶前后组织形态改变,晶体结构不变;固态相变时,组织形态和晶体结构都改变;晶体结构是否改变是二者的主要区别。

2 简答:变形度较小时以晶界弓出机制形核,变形度大的高层错能金属以亚晶合并机制形核,变形度大的低层错能金属以亚晶长大机制形核。

冷变形度很小时不发生再结晶,晶粒尺寸基本保持不变,在临界变形度附近方式再结晶晶粒特别粗大,超过临界变形度后随变形度增大,晶粒尺寸减少,在很大变形度下,加热温度偏高,少数晶粒发二次再结晶,使部分晶粒粗化。

3 简答:灯泡中W丝在高温下工作,晶粒长大后在热应力作用下破断,延长钨丝寿命的方法可以加入第二相质点阻止晶粒在加热时长大,如加入ThO2颗粒;或在烧结中使制品中形成微细的空隙也可以抑制晶粒长大,如加入少量K、Al、Si等杂质,在烧结时汽化形成极小的气泡。

4 简答:户外用的架空铜导线要求一定的强度可以进行回复退火,只去应力,保留强度;户内电灯用花线可以进行再结晶退火,软化金属,降低电阻率。

5 简答:1)纯铝经90%冷变形后在70ε,150ε,300ε保温后空冷的组织示意图如图。

2)纯铝试样强度、硬度以70ε退火后最高,150ε退火试样的强度、硬度次之,300ε保温后强度、硬度最低,而塑性则以70ε退火后最低,150ε退火试样的居中,300ε保温后

塑性最好;

工业纯金属的再结晶温度一般可用T 再=(0.3~0.4)T 熔估计,故纯铝的再结晶温度为100ε左右,在70℃保温合金只是发生回复,显微组织仍保持加工状态,强度。硬度最高,塑性差,组织为纤维组织;150ε 加热发生再结晶,强度、硬度下降,塑性好,300ε 保温后发生晶粒长大,强度、硬度进一步下降,塑性很好。

7 简答:可计算得到三种纯金属的再结晶温度大约为纯钛:550℃,纯铝:100℃,纯铅低于0℃。金属的轧制开坯温度要在再结晶温度以上进行,故工业纯钛、纯铝和纯铅铸锭的轧制开坯温度可分别取200℃,800℃,室温即可。

开坯后在室温轧制,铅的塑性最好,铝的塑性也较好,钛的塑性最差。在室温下纯铝和纯铅可以连续轧制,并获得很薄的带材,但纯钛不能继续轧制,要获得很薄的带材需要在再结晶温度以上反复进行轧制。

8 简答:晶粒大小对金属材料的室温力学性能可用Hall -Petch 公式21

0-+=kd s σσ描述,晶粒越细小,材料强度越高;高温下由于晶界产生粘滞性流动,发生晶粒沿晶界的相对滑动,并产生扩散蠕变,晶粒太细小金属材料的高温强度反而降低。

生产中可以通过选择合适的合金成分获得细小晶粒,利用变质处理,振动、搅拌,加大过冷度等措施细化铸锭晶粒,利用加工变形细化晶粒,合理制订再结晶工艺参数控制晶粒长大。

9 简答: 固溶强化,细晶强化,加工硬化,第二相强化,相变(热处理)强化等。

10 简答: 固溶强化的可能位错机制主要是溶质原子气团对位错的钉扎,增加了位错滑移阻力。如溶质原子与位错的弹性交互作用的科垂尔气团和斯诺克气团,溶质原子与扩展位错交互作用的铃木气团使层错宽度增加,位错难于束集,交滑移困难;溶质原子形成的偏聚和短程有序,位错运动通过时破坏了偏聚和短程有序使得能量升高,增加位错的阻力,以及溶质原子与位错的静电交互作用对位错滑移产生的阻力使材料强度升高。

弥散强化也是通过阻碍位错运动强化材料,如位错绕过较硬、与基体非共格第二相的Orowan 机制和切割较软、与基体共格的第二相粒子的切割机制。

产生加工硬化的各种可能机制有滑移面上平行位错间的交互作用的平行位错硬化理论,以及滑移面上位错与别的滑移面上位错林切割产生割阶的林位错强化理论。

第九章表面与界面

1 名词

正吸附,晶界能,小角度晶界,晶界偏析

2 问答

1 试说明界面对复合材料结合强度的影响。

2 试述晶界的特性。

3 分析晶界能的变化。

4分析影响晶界迁移的因素。

第九章表面与界面

1 名词

正吸附:材料表面原子处于结合键不饱和状态,以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态,当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附;

晶界能:晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来,引起晶界附近区域内晶格发生畸变,与晶内相比,界面的单位面积自由能升高,升高部分的能量为晶界能;

小角度晶界:多晶体材料中,每个晶粒之间的位向不同,晶粒与晶粒之间存在界面,若相邻晶粒之间的位向差在10°~2°之间,称为小角度晶界;

晶界偏聚:溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集,也称内吸附,有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。

2 问答

1 简答:复合材料由颗粒或纤维与基体构成,存在大量界面。按照显微结构,其界面层可以区分为基体与复合物的机械固体啮合结合、形成化学反应的化合层结合、形成完全或部分固溶体的结合几种情况。结合层的结合面体积分数越大,结合层强度越高,基体与复合物之间的结合键力越大,结合强度越高。

2 简答:晶界具有晶界能,容易发生溶质原子和杂质原子的晶界偏聚,是原子易扩散通道,晶界在加热时会发生迁移,晶界是相变等优先形核的地方,晶界易受腐蚀,晶界增多在室温下强化材料,在高温下弱化材料强度,晶界处易于析出第二相,晶界容易使位错塞积,造成应力集中,晶界上原子排列混乱。

3 简答:一般金属的晶界能与晶粒位向差有关,并随位向差增大而增大,小角度晶界的晶界能小于大角度晶界的晶界能,但大角度晶界能一般可以看成常数,约为(5~6)×10-5J/cm2。

5简答:影响晶界迁移的因素主要有界面能、溶质原子、第二相质点数量、尺寸和温度。界面能降低是晶界迁移的驱动力,与晶界曲率半径成反比,与界面的表面能成正比,因此大角度晶界迁移率总是大于小角度晶界的迁移率;溶质原子阻碍晶界迁移;

第二相质点数量越多、尺寸越小对晶界的迁移阻碍作用越大,温度越高晶界迁移越

快。

第十章 原子扩散

1、 简要说明影响溶质原子在晶体中扩散的因素。

2、Ni 板与Ta 板中有0.05mm 厚MgO 板作为阻挡层,1400℃时Ni +

通过MgO 向Ta 中扩

散,此时Ni +在MgO 中的扩散系数为D=9×10-12cm 2/s ,Ni 的点阵常数为3.6×10-8

cm 。

问每秒钟通过MgO 阻挡层在2×2cm 2的面积上扩散的Ni +

数目,并求出要扩散走1mm 厚的Ni 层需要的时间。

3、对含碳0.1%齿轮气体渗碳强化,渗碳气氛含碳1.2%,在齿轮表层下0.2cm 处碳含量为0.45%时齿轮达到最佳性能。已知铁为FCC 结构,C 在Fe 中的D 0=0.23,激活能Q =32900cal/mol ,误差函数如表10-1。 1)试设计最佳渗碳工艺;

2)在渗碳温度不变,在1000℃时渗碳,要将渗碳厚度增加1倍,即要求在其表面下0.4cm 处渗碳后碳含量为0.45%所需渗碳时间。

Dt x

2Dt x

2

4 一块厚度10毫米,含碳量0.77%的钢在强脱碳气氛中加热到800℃,然后缓慢冷却,试指出试样从表面到心部的组织分布。

5 一块用作承载重物的低碳钢板,为提高其表面硬度采用表面渗碳,试分析:

1) 渗碳为什么在γ-Fe 中进行而不在α-Fe 中进行,即渗碳温度选择要高于727ε ,为什么? 2) 渗碳温度高于1100ε 会出现什么问题?

6 铜-锌基单相固溶体进行均匀化处理,试讨论如下问题:

1) 在有限时间内能否使枝晶偏析完全消失?

2) 将此合金均匀化退火前进行冷加工,对均匀化过程是加速还是无影响?说明理由。

7 原子扩散在材料中的应用

8 何谓上坡扩散,举两个实例说明金属中上坡扩散现象。 9、简述固溶体合金的扩散机制

第十章 原子扩散

1 简答: 影响扩散的因素主要有温度,温度越高,扩散越快;晶体缺陷如界面、晶界位错容易扩散;不同致密度的晶体结构溶质原子扩散速度不一样,低致密度的晶体中溶质原子扩散快,各向异性也影响溶质原子扩散;在间隙固溶体中溶质原子扩散容易;扩散原子性质与基体金属性质差别越大,扩散越容易;一般溶质原子浓度越高,扩散越快;加入其它组元与溶质原子形成化合物阻碍其扩散。

2 解答:Ni 为fcc 结构,一个晶胞中的原子个数为4,依题意有:

在Ni/MgO 界面镍板一侧的Ni 的浓度C Ni 为100%,每cm 3中Ni 原子个数为:

N Ni/MgO =(4原子/晶胞)/(3.6×10-8cm 3)=8.57×1022原子/cm 3

在Ta/MgO 界面Ta 板一侧的Ni 的浓度0%,这种扩散属于稳态扩散,可以利用菲克第一定律求解。

故浓度梯度为dc/dx =(0-8.57×1022原子/cm 3)/(0.05cm )=-1.71×1024原子/(cm 3.cm ),

则Ni 原子通过MgO 层的扩散通量:

J =-D (dc/dx )=-9×10-12cm 2/s ×(-1.71×1024原子/(cm 3.cm )) =1.54×1013Ni 原子/(cm 2.s)

每秒钟在2×2cm 2的面积上通过MgO 层扩散的Ni 原子总数N 为 N =J ×面积=[1.54×1013Ni 原子/(cm 2.s)]×4cm 2=6.16×1013Ni 原子/s 。

每秒钟从界面扩散走的Ni 原子体积总原子数扩散走的原子N

N V =

,故

V =(6.16×1013Ni 原子/s )/(8.57×1022原子/cm 3

)=0.72×10-9cm 3/s , 用厚度d 表示在该面积中每秒扩散的Ni 原子为

d =V/面积=(0.72×10-9cm 3/s )/(2×2cm 2)=1.8×10-10cm/s , 也就是说要将1mm 厚的Ni 层扩散掉,所需时间t 为: t =(1mm )/(1.8×10-10cm/s )=556000秒=154小时。

3 解答:1)渗碳情况符合菲克第二定律的特殊解的应用条件,可以利用菲克第二定律进行解决。

菲克第二定律特殊解公式:)

Dt X

erf C C C C S X

S 40

=--

其中依题意有C s =1.2,C 0=0.1,C x =0.45,x=0.2。

带入上式,则有)(

Dt erf 42

.01

.02.145

.02.1=--,即:68.0)Dt 1

.0( erf = 从表10-1可以得出误差函数值,有71

.0Dt

1.0=,Dt =(0.1/0.71)2=0.0198cm 2。

任何满足Dt =0.0198cm 2关系的工艺均可,由于扩散与温度、时间有关,

D=D 0exp(-Q/RT),带入C 在Fe 中的D 0=0.23,激活能Q =32900cal/mol , D=0.23exp(-32900cal/mol/1.987(cal/mol.K )T)=0.23exp(-16558/T),

因此由Dt =(0.1/0.71)2=0.0198cm 2,渗碳时间与渗碳温度的关系为:

)

T 16588-exp(

0861.0)

.s (cm D )cm (0198.0t 2

2

=

=

故可以列出一些典型的渗碳温度与时间如下:

T =900℃=1173K ,则t=116174s=32.3h ; T =1000℃=1273K ,则t=36360s=10.7h ; T =1100℃=1373K ,则t=14880s=4.13h ; T =1200℃=1473K ,则t=6560s=1.82h 。

可以根据上述温度与时间的关系,考虑合金相变和加热炉、生产效率进行合理选择,一般以1000℃左右较为合适。

2)在渗碳温度和其它条件不变的情况下,要求渗碳深度增加一倍,由1)可知有关系)

Dt erf 44

.01

.02.145.02.1=--存在,可以解得t =42.7h ;

4 简答:由于反应扩散的原因,试样中不能出现两相区,故试样从表面到心部的组织最外层为α相,靠里层为γ相,心部不受脱碳影响为α相和γ相。

5 简答:1)渗碳在γ-Fe 中进行而不在α-Fe 中进行,渗碳温度要高于727ε ,是因为α-Fe 中最大碳溶解度(质量分数)为0.0218%,对于碳含量大于0.0218%的钢铁,渗碳时零件中碳浓度梯度为0,渗碳无法进行;而且由于温度低,扩散系数小,渗碳缓慢。在γ-Fe 中进行则可获得较高的表层碳浓度梯度,温度也高,可使渗碳顺利进行。 2)渗碳温度高于1100ε 会使钢板的晶粒长大,降低其机械性能。

6 简答:1)在有限的时间内不可能使枝晶偏析完全消失,

2)冷加工可以促进均匀化过程;经过冷加工后枝晶被破碎,缩短了枝晶间距。

7 简答: 原子扩散在材料中的影响包括晶体凝固时形核、长大;合金的成分过冷;成分均匀化,包晶反应非平衡凝固时保留高温组织的特点,固态相变时的形核,晶界形核、晶界运动、晶界偏聚、高温蠕变,氧化,焊接,化学热处理(渗C 、N 等),粉末冶金,涂层等各方面。

8 解答:上坡扩散是扩散过程中扩散元素从低浓度向高浓度出扩散;如各种溶质原子气团的形成和共析反应产物的形成均为上坡扩散。

9 简答:间隙固溶体中溶质原子在间隙中发生间隙扩散,在置换式固溶体中发生原子与空位交换实现扩散的空位机制。

材基习题及答案

第三章 作业与习题的解答 一、作业: 2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol 。将纯铁加热到850℃后激冷至室温(20℃),假设高温下的空位能全部保留,试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。(e 31.8=6.8X1013) 6、如图2-56,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,其最小半径应为多大? 解: (2)位错线受力方向如图,位于位错线所在平面,且于位错垂 直。 (3)右手法则(P95):(注意:大拇指向下,P90图3.8中位错 环ABCD 的箭头应是向内,即是位错环压缩)向外扩展(环扩大)。 如果上下分切应力方向转动180度,则位错环压缩。 (4) P103-104: 2sin 2d ?τd T s b = θRd s =d ; 2/sin 2 θ?d d = ∴ τ ττkGb b kGb b T R ===2 注:k 取0.5时,为P104中式3.19得出的结果。 7、在面心立方晶体中,把两个平行且同号的单位螺型位错从相距100nm 推进到3nm 时需要用多少功(已知晶体点阵常数a=0.3nm,G=7﹡1010Pa )? (31002100 32ln 22ππGb dr w r Gb ==?; 1.8X10-9J ) 8、在简单立方晶体的(100)面上有一个b=a[001]的螺位错。如果

它(a)被(001)面上b=a[010]的刃位错交割。(b)被(001)面上b=a[100]的螺位错交割,试问在这两种情形下每个位错上会形成割阶还是弯折? ((a ):见P98图3.21, NN ′在(100)面内,为扭折,刃型位错;(b)图3.22,NN ′垂直(100)面,为割阶,刃型位错) 9、一个 ]101[2- =a b 的螺位错在(111)面上运动。若在运动过程中遇 到障碍物而发生交滑移,请指出交滑移系统。 对FCC 结构:(1 1 -1)或写为(-1 -1 1) 10、面心立方晶体中,在(111)面上的单位位错]101[2-=a b ,在(111) 面上分解为两个肖克莱不全位错,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: γπ242 b G d s ≈ 应为 γπ242a G d s ≈ (G 为切变模量,γ为层错能) (P116式3.33,两个矢量相乘的积=|b1|˙|b2|˙cos(两矢量夹角) 11、在面心立方晶体中,(111)晶面和)(- 111晶面上分别形成一个扩展位错: (111)晶面:]211[6]112[6]110[2----+→a a a =A+B )111(- 晶面:]211[6]211[6]011[2a a a +→-=C+D 两个扩展位错在各自晶面上滑动时,其领先位错相遇发生位错反应,求出新位错的柏氏矢量;用图解说明上述位错反应过程;分析新位错的组

材基课后习题答案

1.解释以下基本概念 肖脱基空位 弗兰克耳空位 刃型位错 螺型位错 混合位错 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。 位错密度:ρv =L/V(cm/cm3);) ρa =1/S (1/cm2) 2.纯铁的空位形成能为105kJ/mol. 将纯铁加热到850℃后激冷至室温(20℃),假设高温下 的空位能全部保留,试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。 ? 解答:利用空位浓度公式计算 ? 850 ℃ (1123K) :Cv1= ? 后激冷至室温可以认为全部空位保留下来 ? 20℃(293K) :Cv2= ? Cv1 /Cv2= 3.计算银晶体接近熔点时多少个结点上会出现一个空位(已知:银的熔点为960℃,银的 空位形成能为1.10eV ,1ev =)?若已知Ag 的原子直径为0.289nm ,问空位在晶体中的平均 间距。 1eV =1.602*10-19J 解答:得到Cv =e10.35 Ag 为fcc ,点阵常数为a=0.40857nm , 设单位体积内点阵数目为N ,则N =4/a3,=? 单位体积内空位数Nv =N Cv 若空位均匀分布,间距为L ,则有 =? 4.割阶或扭折对原位错线运动有何影响? 解答:取决于位错线与相互作用的另外的位错的柏氏矢量关系,位错交截后产生“扭折” 或“割阶” ? “扭折”可以是刃型、亦可是“螺型”,可随位错线一道运动,几乎不产生阻力,且它 可因位错线张力而消失 ? “割阶”都是刃型位错,有滑移割阶和攀移割阶,割阶不会因位错线张力而消失,两 个相互垂直螺型位错的交截造成的割节会阻碍位错运动 5.如图,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。 ? 分析该位错环各段位错的结构类型。 ? 求各段位错线所受的力的大小及方向。 31V N L

课后答案汇总

2-1 根据硬软酸碱原则,季铵正离子Q+属于哪种类型的离子?将以下负离子按照他们被Q+从水相提取到有机相时,从易到难的次序排列: 3-6对硝基苯胺二氯化制2,6-二氯-4-硝基苯胺时,为何可制得高质量的产品? 3-10写出制备2,6-二氯苯胺的其他合成路线的反应式 3-12对叔丁基甲苯在四氯化碳中,在光照下进行一氯化,生成什么产物 3-15写出由丙烯制1-氯-3-溴丙烷的合成路线,各步反应名称,主要反应条件,进行评论

3-16由正十二醇制正十二烷基溴时,加入四丁基溴化铵起何作用 反应,缩短时间。 3-17写出四种丁醇中的羟基被氯置换的活性次序 3-18简述由甲苯制备以下卤化产物的合成路线,各步的反应的名称和主要反应条件

3-19写出以邻二氯苯,对二氯苯或苯胺未原料制备2,4-二氯氟苯的合成路线,各步反应的名称,各卤化反应的主要反应条件

3-22写出以下卤化反应的主要反应和反应类型

3-27用氯气进行以下氯化反应,各有哪些相同点和不同点,列表说明 (1)苯的氯化制一氯苯(2)苯的氯化制六氯环己烷(3)甲苯的氯化制一氯苯(4)乙酸的氯化制一氯乙酸(5) 甲烷的氯化制四氯化碳 4-10简述由对硝基甲苯制备以下芳磺酸的合成路线,各步反应名称,磺化的主要反应条件

4-11写出以下磺化反应的方法和主要反应条件 4-13写出由苯制备4-氯-3-硝基苯磺酰氯的合成路线,各步反应名称,主要反应条件和产物的分离方法 4-15写出由苯制苯胺-2,4-二磺酸的合成路线,各步反应名称,磺化反应的主要反应条件 4-27写出以下连续磺化过程各用何种反应器为宜? (1)硝基苯用液体三氧化硫磺化制间硝基苯磺酸: (2) 2-萘酚在邻硝基乙苯中用氯磺酸磺化制2-羟基萘-1-磺酸:; (3)十二烷基苯用so3-空气混合物磺化制十二烷基苯磺酸; (4)萘用98%硫酸磺化制萘-2-磺酸钠; (5)甲苯用so3-空气混合物磺化制对甲苯磺酸

材基第三章习题及答案

第三章 作业与习题的解答 一、作业: 2、纯铁的空位形成能为 105 kJ/mol 。将纯铁加热到 850℃后激冷至 室 温( 20℃),假设高温下的空位能全部保留,试求过饱和空位浓度与室 温平衡空位浓度的比值。 (e 31.8=6.8X1013) 6、如图 2-56,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,其最小半径应为多大? 直。 (3)右手法则( P95):(注意:大拇指向下, P90 图 3.8 中位错环 ABCD 的箭头应是向内,即是 位错环压缩)向外扩展(环扩大) 。 解: (2)位错线受力方向如图,位于位错线所在平面,且于位错垂

如果上下分切应力方向转动180 度,则位错环压缩。

d s Rd ; sin d 2 d / 2 注:k 取 0.5 时,为 P104中式 3.19 得出的结果。 7、在面心立方晶体中,把两个平行且同号的单位螺型位错从相距 100nm 推进到 3nm 时需要用多少功(已知晶体点阵常数 a=0.3nm,G=7 ﹡ 10 1010Pa )? 8、在简单立方晶体的( 100)面上有一个 b=a[001] 的螺位错。如 果 它(a ) 被(001)面上 b=a[010] 的刃位错交割。 (b ) 被(001)面上 b=a[100] 的螺位错交割, 试问在这两种情形下每个位错上会形成割阶还是弯折? ((a ):见 P98图 3.21 , NN ′在(100)面内,为扭折,刃型位错; (b ) 图 3.22 ,NN ′垂直( 100)面,为割阶,刃型位错) b [110 ] 9、一个 2 的螺位错在( 111)面上运动。若在运动过程中 遇 到障碍物而发生交滑移,请指出交滑移系统。 对 FCC 结构:( 1 1 -1 )或写为( -1 -1 1 ) a b [110 ] 10、面心立方晶体中,在( 111)面上的单位位错 2 ,在 ( 111) (4) P103-104 : b d s 2T sin d 2 kGb 2 b kGb 100 (w Gb ln 1300 ; 3 1.8X10-9J )

材料科学基础第三章答案

习题:第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章答案:第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章 3-2 略。 3-2试述位错的基本类型及其特点。 解:位错主要有两种:刃型位错和螺型位错。刃型位错特点:滑移方向与位错线垂直,符号⊥,有多余半片原子面。螺型位错特点:滑移方向与位错线平行,与位错线垂直的面不是平面,呈螺施状,称螺型位错。 3-3非化学计量化合物有何特点?为什么非化学计量化合物都是n型或p型半导体材料? 解:非化学计量化合物的特点:非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关;可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体;缺陷浓度与温度有关,这点可以从平衡常数看出;非化学计量化合物都是半导体。由于负离子缺位和间隙正离子使金属离子过剩产生金属离子过剩(n型)半导体,正离子缺位和间隙负离子使负离子过剩产生负离子过剩(p型)半导体。 3-4影响置换型固溶体和间隙型固溶体形成的因素有哪些? 解:影响形成置换型固溶体影响因素:(1)离子尺寸:15%规律:1.(R1-R2)/R1>15%不连续。 2.<15%连续。 3.>40%不能形成固熔体。(2)离子价:电价相同,形成连续固熔体。( 3)晶体结构因素:基质,杂质结构相同,形成连续固熔体。(4)场强因素。(5)电负性:差值小,形成固熔体。差值大形成化合物。 影响形成间隙型固溶体影响因素:(1)杂质质点大小:即添加的原子愈小,易形成固溶体,反之亦然。(2)晶体(基质)结构:离子尺寸是与晶体结构的关系密切相关的,在一定程度上来说,结构中间隙的大小起了决定性的作用。一般晶体中空隙愈大,结构愈疏松,易形成固溶体。(3)电价因素:外来杂质原子进人间隙时,必然引起晶体结构中电价的不平衡,这时可以通过生成空位,产生部分取代或离子的价态变化来保持电价平衡。 3-5试分析形成固溶体后对晶体性质的影响。 解:影响有:(1)稳定晶格,阻止某些晶型转变的发生;(2)活化晶格,形成固溶体后,晶格结构有一定畸变,处于高能量的活化状态,有利于进行化学反应;(3)固溶强化,溶质原子的溶入,使固溶体的强度、硬度升高;(4)形成固溶体后对材料物理性质的影响:固溶体的电学、热学、磁学等物理性质也随成分而连续变化,但一般都不是线性关系。固溶体的强度与硬度往往高于各组元,而塑性则较低, 3-6说明下列符号的含义:V Na,V Na',V Cl˙,(V Na'V Cl˙),Ca K˙,Ca Ca,Ca i˙˙解:钠原子空位;钠离子空位,带一个单位负电荷;氯离子空位,带一个单位正电荷;最邻近的Na+空位、Cl-空位形成的缔合中心;Ca2+占据K.位置,带一个单位正电荷;Ca原子位于Ca原子位置上;Ca2+处于晶格间隙位置。 3-7写出下列缺陷反应式:(l)NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体;(2)CaCl2溶入NaCl中形成空位型固溶体;(3)NaCl形成肖特基缺陷;(4)Agl形成弗伦克尔缺陷(Ag+进入间隙)。

课后习题汇总讲解

习题一、术语解释 OSI参考模型网络体系结构波特率比特率捎带确认误码率冲突 虚拟局域网生成树协议CIDR 路由汇聚熟知端口号三次握手死锁 端口号URL DNS DOS DDOS 对称加密 防火墙非对称加密入侵检测系统木马程序数字签名 二、选择题(请从4个选项中挑选出1个正确答案) 1. 以下关于网络协议与协议要素的描述中错误的是. A A. 协议表示网络功能是什么 B. 语义表示要做什么 C. 语法表示要怎么做 D. 时序表示做的顺序 2. 以下关于网络体系结构概念的描述中错误的是. B A. 网络体系结构是网络层次结构模型与各层协议的集合 B. 所有的计算机网络都必须遵循OSI体系结构 C. 网络体系结构是抽象的,而实现网络协议的技术是具体的 D. 网络体系结构对计算机网络应该实现的功能进行精确定义 1. 设立数据链路层的主要目的是将有差错的物理线路变为对网络层无差错的. B A. 物理链路 B. 数据链路 C. 点-点链路 D. 端-端链路 2. 帧传输中采取增加转义字符或0比特插入的目的是保证数据传输的. C A. 正确性 B. 安全性 C. 透明性 D. 可靠性 5. 0比特插入/删除方法规定在数据字段检查出连续几个1就增加1个0?B A. 4 B. 5 C. 6 D. 7 7. 如果G (x)为11010010,以下4个CRC校验比特序列中只有哪个可能是正确的?D A. 1101011001 B. 101011011 C. 11011011 D. 1011001 19. PPP帧的链路最大帧长度的默认值是. D A. 53B B. 536B C. 1200B D. 1500B 8. 以下对于Ethernet协议的描述中,错误的是.D A. Ethernet协议标准中规定的冲突窗口长度为51.2μs B. 在Ethernet中的数据传输速率为10Mbps,冲突窗口可以发送512bit数据 C. 64B是Ethernet的最小帧长度 D. 当主机发送一个帧的前导码与帧前定界符时没有发现冲突可以继续发送 9. 以下对于随机延迟重发机制的描述中,错误的是. D A.Ethernet协议规定一个帧的最大重发次数为16 B. Ethernet采用的是截止二进制指数后退延迟算法 C. 后退延迟算法可以表示为:τ=2k·R·a D. 最大可能延迟时间为1024个时间片 10. 以下对于Ethernet帧结构的描述中,错误的是. C A. 802.3标准规定的“类型字段”对应Ethernet V2.0的帧的“类型/长度字段” B. DIX帧中没有设定长度字段,接收端只能根据帧间间隔来判断一帧的接收状态 C. 数据字段的最小长度为64B,最大长度为1500B D. 目的地址为全1表示是广播地址,该帧将被所有的节点接收 11. 以下关于Ethernet帧接收出错的描述中,错误的是. A A. 帧地址错是指接收帧的物理地址不是本站地址 B. 帧校验错是指CRC校验不正确 C. 帧长度错是指帧长度不对 D. 帧比特位错是指帧长度不是8位的整数倍

材科基课后习题集规范标准答案

第二章答案 2-1略。 2-2(1)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求该晶面的晶面指数;(2)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的晶面指数。 答:(1)h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为(321); (2)h:k:l=3:2:1,∴该晶面的晶面指数为(321)。 2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数:(001)与[],(111)与[],()与[111],()与[236],(257)与[],(123)与[],(102),(),(),[110],[],[] 答:

2-4定性描述晶体结构的参量有哪些?定量描述晶体结构的参量又有哪些? 答:定性:对称轴、对称中心、晶系、点阵。定量:晶胞参数。 2-5依据结合力的本质不同,晶体中的键合作用分为哪几类?其特点是什么? 答:晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。 离子键的特点是没有方向性和饱和性,结合力很大。共价键的特点是具有方向性和饱和性,结合力也很大。金属键是没有方向性和饱和性的的共价键,结合力是离子间的静电库仑力。范德华键是通过分子力而产生的键合,分子力很弱。氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键,具有饱和性。 2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种?一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙? 答:等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种,一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。

2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙?不等径球是如何进行堆积的? 答:n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。 不等径球体进行紧密堆积时,可以看成由大球按等径球体紧密堆积后,小球按其大小分别填充到其空隙中,稍大的小球填充八面体空隙,稍小的小球填充四面体空隙,形成不等径球体紧密堆积。 2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。 答:面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为:(000)、(001)(100)(101)(110)(010)(011)(111)(0)(0)(0)(1)(1)(1)。2-9计算面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。 答::面心:原子数4,配位数6,堆积密度 六方:原子数6,配位数6,堆积密度 2-10根据最紧密堆积原理,空间利用率越高,结构越稳定,金刚石结构的空间利用率很低(只有34.01%),为什么它也很稳定? 答:最紧密堆积原理是建立在质点的电子云分布呈球形对称以及无方向性的基础上的,故只适用于典型的离子晶体和金属晶体,而不能用最密堆积原理来衡量原子晶体的稳定性。另外,

管理信息系统习题答案汇总

作业名称:2012年秋季管理信息系统(专)网上作业1 题号:1题型:单选题(请在以下几个选项中选择唯一正确答案)本题分数:5 内容: 作业级信息的特点是()。 A、大部分来自内部,信息的精度高,使用寿命短 B、大部分来自外部,信息的精度高,使用寿命短 C、大部分来自内部,信息的精度高,使用寿命长 D、大部分来自外部,信息的精度高,使用寿命长 标准答案 学员答案 本题得分:5 题号:2题型:单选题(请在以下几个选项中选择唯一正确答案)本题分数:5 内容: 作为资源,信息不同于物质能源的显著不同是()。 A、转换性

D、价值性 标准答案 学员答案 本题得分:5 题号:3题型:单选题(请在以下几个选项中选择唯一正确答案)本题分数:5 内容: 上报给公司的月计划完成情况的月报告属于( )。 A、战略级信息 B、战术级信息 C、作业级信息 D、公司级信息 标准答案 学员答案 本题得分:5 题号:4题型:单选题(请在以下几个选项中选择唯一正确答案)本题分数:5

数据()。 A、是经过处理的信息 B、经过解释成为信息 C、必须经过加工才成为信息 D、不经过加工也可以称作信息 标准答案 学员答案 本题得分:5 题号:5题型:单选题(请在以下几个选项中选择唯一正确答案)本题分数:5 内容: 管理信息系统可以()管理决策。 A、替代 B、辅助 C、决定 D、指导

本题得分:5 题号:6题型:单选题(请在以下几个选项中选择唯一正确答案)本题分数:5 内容: 管理信息系统的结构是指() A、管理信息系统的物理结构 B、管理信息系统各个组成部分之间关系的总和 C、管理信息系统的软件结构 D、管理信息系统的硬件结构 标准答案 学员答案 本题得分:5 题号:7题型:单选题(请在以下几个选项中选择唯一正确答案)本题分数:5 内容: 现代管理信息系统是( )。 A、计算机系统

第三章无机气硬性胶凝材料习题参考答案

第三章无机气硬性胶凝材料习题参考答案 一、名词解释 1石灰陈伏:为消除过火石灰的危害,应将熟化后的石灰浆在消化池中储存2~3周,即所谓陈伏。 二、判断题(对的划√,不对的划×) 1气硬性胶凝材料只能在空气中硬化,而水硬性胶凝材料只能在水中硬化。(×) 2石灰浆体在空气中的碳化反应方程式是: Ca(OH) 2+CO 2 =CaCO3+H 2 O (×) (还要有水的参与) 3建筑石膏最突出的技术性质是凝结硬化慢,并且在硬化时体积略有膨胀。(×) 4建筑石膏板因为其强度高,所以在装修时可用于潮湿环境中。(×) 5建筑石膏的分子式是 CaSO 4·2H 2 O。(×) 6石膏由于其防火性好,故可用于高温部位。(×) 7石灰陈伏是为了降低石灰熟化时的发热量。(×) 8石灰的干燥收缩值大,这是石灰不宜单独生产石灰制品和构件的主要原因。(√) 9石灰是气硬性胶凝材料,所以由熟石灰配制的灰土和三合土均不能用于受潮的工程中。 10石灰可以在水中使用。(×) 11建筑石膏制品有一定的防火性能。(√) 12建筑石膏制品可以长期在温度较高的环境中使用。(×) 13石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。(×) 三、单选题 1.石灰在消解(熟化)过程中_B___。 A. 体积明显缩小 B. 放出大量热量 C. 体积不变 D. 与Ca(OH) 2作用形成CaCO 3 浆体在凝结硬化过程中,其体积发生微小膨胀。A. 石灰 B. 石膏 C. 菱苦土 D.水玻璃 3.为了保持石灰的质量,应使石灰储存在 B__。 A. 潮湿的空气中 B. 干燥的环境中 C. 水中 D. 蒸汽的环境中 4.石膏制品具有较好的_C___ A. 耐水性 B. 抗冻性 C. 加工性 D . 导热性 5.石灰硬化过程实际上是_C___过程。 A. 结晶 B. 碳化 C. 结晶与碳化 6.生石灰的分子式是_ C ___。 A. CaCO 3 B. Ca(OH) 2 C. CaO 7.石灰在硬化过程中,体积产生_ D ___。

第三章作业及答案

第三章练习题及参考答案 、材料分析题 1.分析下列关于人民群众在历史上的作用问题的不同观 【材料1】 孟轲说:“民为贵,社稷次之,君为轻。”荀子认为: “君者,舟也;庶人者,水也。水则载舟,水则覆舟。” 【材料2】 梁启超说:“大人物心理之动进稍易其轨而全部历史可以改观”,“舍英雄几无历史”。胡适说:英雄人物“一言可以兴邦,一言可以丧邦”。 【材料3】 黑格尔认为,历史不是个人随意创造的,而是决定于某种“客观精神” O伟大人物是“世界精神的代理人”,拿破 仑代表了“世界精神”,他“骑着马,驰骋全世界,主宰全世界”。世界历史是伟大人物和王朝的历史,“而不是一般人民的历史”。 【材料4】 毛泽东说:“人民,只有人民,才是创造世界历史的动力。"马克思说:“人们自己创造自己的历史,但是他们并不是随心所欲地创造,并不是在他们自己选定的条件下创造, 而是在直接碰到的,

既定的,从过去承继下来的条件下创造 【材料5] 马克思指出:"如爱尔维修所说的,每一个社会时代都需要有自己的伟大人物,如果没有这样的人物,它就要创造出这样的人物来。”恩格斯也说:“恰巧某个伟大人物在一定时间出现于某一国家,这当然纯粹是一种偶然现象。但是,如果我们把这个人除掉,那时就会需要有另外一个人来代替它, 并且这个代替者是会出现的。

请回答: (1)材料1思想的合理性和局限性。 ⑵ 分别指出材料2和材料3的思想倾向,说明材料2和材料3的共同点。 ⑶ 材料4是什么观点?材料5体现了什么思想? 2.用有关历史发展规律性的原理分析下列材料: 【材料1】 人们必须认识到,人类进步能够改变的只有其速度,而不会出现任何发展顺序的颠倒或跃过任何重要的阶段。(摘自孔德:《实证哲学》) 【材料2】 一个国家应该而且可以向其他国家学习。一个社会即使 探索到了本身运动的自然规律, 它还是既不能跳过也不 能用法令取消自然的发展阶段。但是它能缩短和减轻分娩的痛苦。(摘自马克思:《资本论》) 【材料3】

习题和答案汇总-给学生

第一章 课后习题: 1.设计现代OS的主要目标是什么? 答:方便性,有效性,可扩充性和开放性. 2. OS的作用可表现为哪几个方面? 答: a. OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口(用户观点); b. OS作为计算机系统资源的管理者(设计者观点); c. OS作为扩充机器.(虚拟机观点) 13、OS具有哪几大特征?它的最基本特征是什么? a. 并发(Concurrence)、共享(Sharing)、虚拟(Virtual)、异步性(Asynchronism)。 b. 其中最基本特征是并发和共享。 25、从资源管理的角度看,操作系统具有哪些功能? 处理机管理、存储器管理、设备管理和文件管理。 补充习题: 1、在计算机系统中配置操作系统的主要目的是(A),操作系统的主要功能是管理计算机系统中的(B),其中包括(C)管理和(D)管理,以及设备管理和文件管理。这里的(C)管理主要是对进程进行管理。 A:(1)增强计算机系统的功能;(2)提高系统资源的利用率; (3)提高系统的运行速度;(4)合理地组织系统的工作流程,以提高系统吞吐量。 B:(1)程序和数据;(2)进程;(3)资源;(4)作业;(5)任务。 C、D:(1)存储器;(2)虚拟存储器;(3)运算器;(4)处理机;(5)控制器。 2、操作系统有多种类型: (1)允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统,称为(A); (2)允许多用户将若干个作业提交给计算机系统集中处理的操作系统称为(B); (3)在(C)的控制下,计算机系统能及时处理由过程控制反馈的数据,并做出响应。A、B、C:(1)批处理操作系统;(2)分时操作系统;(3)实时操作系统;(4)微机操作系统;(5)多处理机操作系统。 3、从下面关于操作系统的论述中,选出一条正确的论述:( ) (1)对批处理作业,必须提供相应的作业控制信息; (2)对于分时系统,不一定全部提供人机交互功能; (3)从响应角度看,分时系统与实时系统的要求相似; (4)采用分时操作系统的计算机系统中,用户可以独占计算机操作系统的文件系统;(5)从交互角度看,分时系统与实时系统相似。 4、操作系统是一种(A),在OS中采用多道程序设计技术,能有效地提高CPU、内存和I/O设备的(B),为实现多道程序设计需要有(C)。 A:(1)应用软件;(2)系统软件;(3)通用软件;(4)软件包。 B:(1)灵活性;(2)可靠性;(3)兼容性;(4)利用率。 C:(1)更大的内存(2)更快的CPU;(3)更快的外部设备;(4)更先进的终端。 5、操作系统是一种应用软件。() 6、分时系统中,时间片越小越好。() 7、多道程序设计是指在一台处理机上同一时刻运行多个程序。()

材基第三章习题及答案

第三章 作业与习题的解答 一、作业: 2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol 。将纯铁加热到850℃后激冷至室温(20℃),假设高温下的空位能全部保留,试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。(e 31.8=6.8X1013) 6、如图2-56,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,其最小半径应为多大? 解: (2)位错线受力方向如图,位于位错线所在平面,且于位错垂 直。 (3)右手法则(P95):(注意:大拇指向下,P90图3.8中位错环ABCD 的箭头应是向内,即是 位错环压缩)向外扩展(环扩大)。 如果上下分切应力方向转动180度,则位错环压缩。A B C D τ τ

(4) P103-104: 2sin 2d ?τd T s b = θRd s =d ; 2/sin 2 θ?d d = ∴ τ ττkGb b kGb b T R ===2 注:k 取0.5时,为P104中式3.19得出的结果。 7、在面心立方晶体中,把两个平行且同号的单位螺型位错从相距100nm 推进到3nm 时需要用多少功(已知晶体点阵常数a=0.3nm,G=7﹡1010Pa )? (3100210032ln 22ππGb dr w r Gb == ?; 1.8X10-9J ) 8、在简单立方晶体的(100)面上有一个b=a[001]的螺位错。如果它(a)被(001)面上b=a[010]的刃位错交割。(b)被(001)面上b=a[100]的螺位错交割,试问在这两种情形下每个位错上会形成割阶还是弯折? ((a ):见P98图3.21, NN ′在(100)面内,为扭折,刃型位错;(b)图3.22,NN ′垂直(100)面,为割阶,刃型位错) 9、一个]101[2-=a b 的螺位错在(111)面上运动。若在运动过程中遇到障碍物而发生交滑移,请指出交滑移系统。 对FCC 结构:(1 1 -1)或写为(-1 -1 1) 10、面心立方晶体中,在(111)面上的单位位错]101[2-=a b ,在(111) 面上分解为两个肖克莱不全位错,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:

《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案

《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案 第二章 2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布(用方框图表示)。 2-2.的镁原子有13个中子,11.17%的镁原子有14个中子,试计算镁原子的原子量。 2-3.试计算N壳层内的最大电子数。若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时,该原子的原子序数是多少? 2-4.计算O壳层内的最大电子数。并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。 2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类,简单说明理由。 2-6.按照杂化轨道理论,说明下列的键合形式: (1)CO2的分子键合(2)甲烷CH4的分子键合 (3)乙烯C2H4的分子键合(4)水H2O的分子键合 (5)苯环的分子键合(6)羰基中C、O间的原子键合 2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些? 2-8.试解释表2-3-1中,原子键型与物性的关系? 2-9.0℃时,水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3,如何解释这一现象? 2-10.当CN=6时,K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时,半径是多少?(b)CN=8时,半径是多少? 2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量?(b)每mm3的金有多少个原子?(c)根据金的密度,某颗含有1021个原子的金粒,体积是多少?(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙,则1021个原子占多少体积?(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比? 2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子,每边的边长是0.478nm,则CaO的密度是多少? 2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子,但是为何不适用于分子? 2-14.计算(a)面心立方金属的原子致密度;(b)面心立方化合物NaCl的离子致密度(离子半径r Na+=0.097,r Cl-=0.181);(C)由计算结果,可以引出什么结论?

无机材料科学基础课后习题答案(6)

6-1 说明熔体中聚合物形成过程? 答:聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位,组成大小不同的聚合体。 可分为三个阶段初期:石英的分化; 中期:缩聚并伴随变形; 后期:在一定时间和一定温度下,聚合和解聚达到平衡。6-2 简述影响熔体粘度的因素? 答:影响熔体粘度的主要因素:温度和熔体的组成。 碱性氧化物含量增加,剧烈降低粘度。 随温度降低,熔体粘度按指数关系递增。 6-3 名词解释(并比较其异同) ⑴晶子学说和无规则网络学说 ⑵单键强 ⑶分化和缩聚 ⑷网络形成剂和网络变性剂

答:⑴晶子学说:玻璃内部是由无数“晶子”组成,微晶子是带有晶格变形的有序区域。它们分散在无定形介中质,晶子向无 定形部分过渡是逐渐完成时,二者没有明显界限。 无规则网络学说:凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样,也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子 多面体(三角体或四面体)构筑起来的。晶体结构网 是由多面体无数次有规律重复构成,而玻璃中结构多 面体的重复没有规律性。 ⑵单键强:单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。 ⑶分化过程:架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程。 缩聚过程:分化过程产生的低聚化合物相互发生作用,形成级次较高的聚合物,次过程为缩聚过程。 ⑷网络形成剂:正离子是网络形成离子,对应氧化物能单独形成玻 璃。即凡氧化物的单键能/熔点﹥0.74kJ/mol.k 者称为网 络形成剂。 网络变性剂:这类氧化物不能形成玻璃,但能改变网络结构,从而使玻璃性质改变,即单键强/熔点﹤0.125kJ/mol.k者称 为网络变形剂。

6-4 试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的结构有什么不同? 答:利用X—射线检测。 晶体SiO2—质点在三维空间做有规律的排列,各向异性。 SiO2熔体—内部结构为架状,近程有序,远程无序。 SiO2玻璃—各向同性。 硅胶—疏松多孔。 6-5 玻璃的组成是13wt%Na2O、13wt%CaO、74wt%SiO2,计算桥氧分数? 解: Na2O CaO SiO2 wt% 13 13 74 mol 0.21 0.23 1.23 mol% 12.6 13.8 73.6 R=(12.6+13.8+73.6 ×2)/ 73.6=2.39 ∵Z=4 ∴X=2R﹣Z=2.39×2﹣4=0.72 Y=Z﹣X= 4﹣0.72=3.28 氧桥%=3.28/(3.28×0.5+0.72) =69.5%

多媒体技术教程课后习题答案汇总

H ( X ) = -∑ p (x i ) log 2 p (x i ) = -256 ? ( ? log 2 ) 256 =8 (位), 第1章 多媒体技术概要 1.1 多媒体是什么? 多媒体是融合两种或者两种以上媒体的一种人-机交互式信息交流和传播媒体。使用的 媒体包括文字、图形、图像、声音、动画和视像(video)。 1.4 无损压缩是什么? 无损压缩是用压缩后的数据进行重构(也称还原或解压缩),重构后的数据与原来的数 据完全相同的数据压缩技术。 无损压缩用于要求重构的数据与原始数据完全一致的应用,如磁盘文件压缩就是一个 应用实例。根据当前的技术水平,无损压缩算法可把普通文件的数据压缩到原来的 1/2~1/4。常用的无损压缩算法包括哈夫曼编码和LZW 等算法。 1.5 有损压缩是什么? 有损压缩是用压缩后的数据进行重构,重构后的数据与原来的数据有所不同,但不影 响人对原始资料表达的信息造成误解的数据压缩技术。 有损压缩适用于重构数据不一定非要和原始数据完全相同的应用。例如,图像、视像 和声音数据就可采用有损压缩,因为它们包含的数据往往多于我们的视觉系统和听觉系统 所能感受的信息,丢掉一些数据而不至于对图像、视像或声音所表达的意思产生误解。 1.9 H.261~H.264 和G.711~G.731 是哪个组织制定的标准? 国际电信联盟(ITU)。 1.10 MPEG-1,MPEG-2 和MPEG-4 是哪个组织制定的标准? ISO/IEC ,即国际标准化组织(ISO)/ 国际电工技术委员会(IEC)。 第2章 无损数据压缩 2.1 假设{a , b , c } 是由 3 个事件组成的集合,计算该集合的决策量。(分别用Sh ,Nat 和Hart 作单位)。 H 0 = (log 23) Sh = 1.580 Sh = (log e 3) Nat = 1.098 Nat = (log 103) Hart = 0.477 Hart 2.2 现有一幅用 256 级灰度表示的图像,如果每级灰度出现的概率均为 i = 0,L , 255 ,计算这幅图像数据的熵。 p (x i ) = 1/ 256 , n i =1 1 1 256 也就是每级灰度的代码就要用 8 比特,不能再少了。

流体力学标准化作业答案第三章

流体力学标准化作业(三) ——流体动力学 本次作业知识点总结 1.描述流体运动的两种方法 (1)拉格朗日法;(2)欧拉法。 2.流体流动的加速度、质点导数 流场的速度分布与空间坐标(,,)x y z 和时间t 有关,即 (,,,)u u x y z t = 流体质点的加速度等于速度对时间的变化率,即 Du u u dx u dy u dz a Dt t x dt y dt z dt ????= =+++ ???? 投影式为 x x x x x x y z y y y y y x y z z z z z z x y z u u u u a u u u t x y z u u u u a u u u t x y z u u u u a u u u t x y z ?????=+++?????? ????? =+++???????????=+++?????? 或 ()du u a u u dt t ?==+??? 在欧拉法中质点的加速度du dt 由两部分组成, u t ??为固定空间点,由时间变化 引起的加速度,称为当地加速度或时变加速度,由流场的不恒定性引起。()u u ??为同一时刻,由流场的空间位置变化引起的加速度,称为迁移加速度或位变加速度,由流场的不均匀性引起。 欧拉法描述流体运动,质点的物理量不论矢量还是标量,对时间的变化率称为该物理量的质点导数或随体导数。例如不可压缩流体,密度的随体导数 D D u t t ρρ ρ?=+???() 3.流体流动的分类

(1)恒定流和非恒定流 (2)一维、二维和三维流动 (3)均匀流和非均匀流 4.流体流动的基本概念 (1)流线和迹线 流线微分方程 x y z dx dy dz u u u == 迹线微分方程 x y z dx dy dz dt u u u === (2)流管、流束与总流 (3)过流断面、流量及断面平均流速 体积流量 3(/)A Q udA m s =? 质量流量 (/)m A Q udA kg s ρ=? 断面平均流速 A udA Q v A A == ? (4)渐变流与急变流 5. 连续性方程 (1)不可压缩流体连续性微分方程 0y x z u u u x y z ???++=??? (2)元流的连续性方程 12 1122 dQ dQ u dA u dA =?? =? (3)总流的连续性方程 1122u dA u dA = 6. 运动微分方程 (1)理想流体的运动微分方程(欧拉运动微分方程)

材料科学基础课后习题答案第二章

第2章习题 2-1 a )试证明均匀形核时,形成临界晶粒的△ G K 与其临界晶核体积 V K 之间的关系式为 2 G V ; b )当非均匀形核形成球冠形晶核时,其△ 所以 所以 2-2如果临界晶核是边长为 a 的正方体,试求出其厶G K 与a 的关系。为什么形成立方体晶核 的厶G K 比球形晶核要大? 解:形核时的吉布斯自由能变化为 a )证明因为临界晶核半径 r K 临界晶核形成功 G K 16 故临界晶核的体积 V K 4 r ; G V )2 2 G K G V b )当非均匀形核形成球冠形晶核时, 非 r K 2 SL G V 临界晶核形成功 3 3( G ;7(2 3cos 3 cos 故临界晶核的体积 V K 3(r 非)3(2 3 3cos 3 cos V K G V 1 ( 3 卸2 3 3cos cos )G V 3 3(書 (2 3cos cos 3 ) G K % G K 与V K 之间的关系如何? G K

G V G v A a3G v 6a2 3 得临界晶核边长a K G V

临界形核功 将两式相比较 可见形成球形晶核得临界形核功仅为形成立方形晶核的 1/2。 2-3为什么金属结晶时一定要有过冷度?影响过冷度的因素是什么?固态金属熔化时是否 会出现过热?为什么? 答:金属结晶时要有过冷度是相变热力学条件所需求的, 只有△ T>0时,才能造成固相的自 由能低于液相的自由能的条件,液固相间的自由能差便是结晶的驱动力。 金属结晶需在一定的过冷度下进行,是因为结晶时表面能增加造成阻力。固态金属熔 化时是否会出现过热现象,需要看熔化时表面能的变化。如果熔化前后表面能是降低的, 则 不需要过热;反之,则可能出现过热。 如果熔化时,液相与气相接触,当有少量液体金属在固体表面形成时,就会很快覆盖 在整个固体表面(因为液态金属总是润湿其同种固体金属 )。熔化时表面自由能的变化为: G 表面 G 终态 G 始态 A( GL SL SG ) 式中G 始态表示金属熔化前的表面自由能; G 终态表示当在少量液体金属在固体金属表面形成 时的表面自由能;A 表示液态金属润湿固态金属表面的面积;b GL 、CSL 、CSG 分别表示气液相 比表面能、固液相比表面能、固气相比表面能。因为液态金属总是润湿其同种固体金属,根 据润湿时表面张力之间的关系式可写出:b SG 》6GL + (SL 。这说明在熔化时,表面自由能的变 化厶G 表w o ,即不存在表面能障碍,也就不必过热。实际金属多属于这种情况。如果固体 16 3 3( G v )2 1 32 3 6 2 (G v )2 b K t K 4 G V )3 G V 6( 4 G v )2 64 3 96 3 32 r K 2 ~G ?, 球形核胚的临界形核功 (G v )2 (G v )2 (G v )2 G b K 2 G v )3 16 3( G v )2

练习题答案汇总

置信区间 某大学为了了解学生每天上网的时间,在全校7500名学生中采取重复抽样方法随机抽取36人, 求该校大学生平均上网时间的置信区间,置信水平分别是90%,95%和99%。 已知:36=n ,当α为、、时,相应的645.121.0=z 、96.1205.0=z 、58.2201.0=z 。 根据样本数据计算得:32.3=x ,61.1=s 。 由于36=n 为大样本,所以平均上网时间的90%的置信区间为: 44.032.336 61.1645.132.32 ±=? ±=±n s z x α,即(,)。 平均上网时间的95%的置信区间为: 53.032.33661.196.132.3±=? ±=±n s z x α,即(,)。 平均上网时间的99%的置信区间为: 69.032.336 61.158.232.32 ±=?±=±n s z x α,即(,)。 某居民小区共有居民500户,小区管理者准备采取一项新的供水设施,想了解居民是否赞成。采取重复抽样方法随机抽取了50户,其中有32户赞成,18户反对。 (1)求总体中赞成该项改革的户数比例的置信区间,置信水平为95%。 (2)如果小区管理者预计赞成的比例能达到80%,估计误差不超过10%。应抽取多少户进行调查? (1)已知:50=n , 64.050 32 == p ,05.0=α, 1.9605.0=z 。 总体中赞成该项改革的户数比例的95%的置信区间为: 13.064.050 ) 64.01(64.096.164.0)1(2 ±=-±=-±n p p z p α,即(,)。 (2)已知:80.0=π,05.0=α, 1.9605.0=z 。 应抽取的样本量为:621 .0)80.01(80.096.1) 1()(2 22 22=-?=-?= E z n ππα。 一名汽车销售管理者声称其每个月平均销售的汽车数量至少为14辆,反对组织想通过研究知道这一数量是否属实。 (1)为解决该组织的疑问,建立合适的原假设和备择假设。 (2)当不能拒绝原假设时,该组织会得到什么结论? (3)当可以拒绝原假设时,该组织会得到什么结论? (1)该组织想要证实的假设是“每个月平均销售的汽车数量不足14辆”,所以提出的假设形式为,14:0≥μH ,14 :1<μH 。 (2)当不能拒绝原假设时,该组织认为没有充分的理由怀疑汽车销售管理者的说法。 (3)当可以拒绝原假设时,该组织有充分的统计证据断定汽车销售管理者的声明不真实。 某种纤维原有的平均强力不超过6g ,现希望通过改进工艺来提高其平均强力。研究人员测得了100个关于新纤维的强力数据,发现其均值为。假定纤维强力的标准差仍保持为不变,在5%的显着性水平下对该问题进行假设检验。 (1)检验的临界值是多少?拒绝法则是什么? (2)计算检验统计量的值,你的结论是什么?

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