《晶体缺陷理论》试卷答案及评分标准.pdf

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《晶体缺陷理论》试卷答案及评分标准.pdf

读书破万卷下笔如有神晶体缺陷理论试卷（20XX 级材料科学与工程研究生）一、基本概念（20 分，每小题4 分）1.不全位错与扩展位错2.柏氏矢量和压杆位错3.内禀层错和外延层错4.柯氏气团和胞状亚结构5.F-R 空间位错源和Bardeen-Herring位错源二、简要回答下列问题，并说明原因。（共 20 分）1.一根位错线形状发生改变时，柏氏矢量是否也随之发生改变？2.不同类型的位错运动时，滑移矢量与位错线的关系如何？3.位错的存在都会导致晶体体积发生变化？4.在密排六方结构中，密排面上的原子仅靠一次滑移能否产生层错。5.小角度晶界都是由位错所构成的吗？6.凡是位错都能发生交滑移和双交滑移吗？7.面心立方结构中的肖克莱不全位错只可能是刃型位错吗？8.造成刃型位错攀移的是正应力yy吗？三、Peierls-Nabarro 点阵模型（10 分）1.在何种条件下，P-N 模型与连续介质模型结果相近？2.何为位错宽度？位错宽度与P-N 力的关系？密排结构金属的P-N 力是大还是小？3.P-N 模型成功之处何在？四、螺型位错在z 轴上，位错线和柏氏矢量指向z 轴正向；正刃型位错与螺型位错平行，柏氏矢量指向x 轴正向，由Peach-Koehler公式求螺型位错与刃型位错之间的相互作用力。（10 分）五、令位错的攀移作用力为渗透力Fs，攀移阻力为Fm。（10 分）1.当位错仅在渗透力Fs 作用下发生攀移时的空位浓度C应为何值？2.如果样品从T1淬火到 T2（T1 T2），Fs 与 Fm和 T（T=T1-T2）关系如何？六、在面心立方111上全位错柏氏矢量为a2011，111面上全位错柏氏矢量为a2110，两根位错运动到两个面交汇处形成了新的位错，该新位错的柏氏矢量和可动性如何？若两位错相遇前就分解成扩展位错，在两个面交汇处，不全位错能否反应？可动性又如何？写出反应式。（20 分）七、在密排六方晶体中，最常观察到的层错是哪一种？为什么？不全位错切动能否使E 型层错转化为I1型层错，若可以，请指出该不全位错的类型和柏氏矢量，画出切动示意图。（10 分）晶体缺陷理论试卷答案读书破万卷下笔如有神一、基本概念1.不全位错：柏氏矢量小于单位位错矢量的位错。扩展位错：两个不全位错夹着一层层错的位错组态。2.柏氏矢量：表征位错特性和本质的矢量。压杆位错：三个不全位错和两片层错所构成的位错组态。3.内禀层错：从层错中心向两边看，都是正常堆垛的层错。外延层错：从层错中心向两边看，都不是正常堆垛的层错。4.柯氏气团：固溶体合金中，溶质原子或杂质原子可以与位错交互作用而形成的溶质原子气团。胞状亚结构：大量塑性变形时，晶粒内部形成位错缠结、聚集，进而构成的亚结构，胞壁为高密度的缠结位错，胞内位错密度较低。5.F-R 空间位错源：即极轴机制，在切应力作用下，螺位错分量沿螺旋面运动一周，扫出一个台阶，上升一个螺距，会形成一个螺旋线。Bardeen-Herring位错源：通过空位或间隙原子的扩散，某位错线段绕固定点旋转，不断放出位错环的位错攀移增殖机制。二、简要回答下列问题，并说明原因。1.一根位错线形状发生改变时，柏氏矢量是否也随之发生改变？答：不会。位错线的柏氏矢量与形状无关。2.不同类型的位错运动时，滑移矢量与位错线的关系如何？答：刃位错滑移矢量与位错线平行，螺位错滑移矢量与位错线垂直，混合位错滑移矢量与位错线呈任意角度。3.位错的存在都会导致晶体体积发生变化？答：否，螺位错不会导致晶体体积发生变化。4.在密排六方结构中，密排面上的原子仅靠一次滑移能否产生层错。答：可以，I2型。5.小角度晶界都是由位错所构成的吗？答：是。倾斜晶界由刃位错构成，旋转晶界由螺位错构成。6.凡是位错都能发生交滑移和双交滑移吗？答：不是，刃位错不行，由其位错线和柏氏矢量相对关系所决定。7.面心立方结构中的肖克莱不全位错只可能是刃型位错吗？答：不对。还可以是螺位错或混合位错。8.造成刃型位错攀移的是正应力yy吗？答：不对。是正应力xx。三、1.在离位错中心较远处，P-N 模型与连续介质模型结果相近。2.位错宽度：w=a/(1-)；位错宽度越大，P-N 力越小；密排结构金属的P-N 力很小，可忽略。3.P-N 模型中 P-N 力远小于理想晶体的屈服应力，证实了位错的可动性及有位错的晶体易发生变形，这就是该模型的成功之处。文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 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FsFm，C1。2.FsFm （T1-T2）/T1六、1.a2011+a2110=1012a，位错线与柏氏矢量垂直，不可动。2.a20111216a+1216a；1 0 12a1126a+1126a1216a+1126a1106a，符合结构、能量条件，能反应。但其滑移面为（100），非面心立方的密排面，不可动。七、1.最常见的是I1型层错，其能量最低。2.可以使 E 型层错转化为I1型层错，E 型：A B A B C A B A B I1型:A B A B A C A C A 切动 2 次，E 型第 5 层 CA，第 6 层 A C；然后第 7 层 BA，第 8 层 A C，以后依次切动即可。分别是2个不全位错，柏氏矢量为100131。晶体缺陷理论试卷评分标准一、基本概念（20 分，每小题4 分）每个小概念2 分，基本答出的给1 分。二、简要回答下列问题，并说明原因。（共 20 分）1-4 题每题 2 分，5-8 题每题 3 分。正确答出与说明原因各给一半分。三、Peierls-Nabarro 点阵模型（10 分）1、3 小题 2 分；2 小题 6 分，其中每一小问2 分。四、螺型位错在z 轴上，位错线和柏氏矢量指向z 轴正向；正刃型位错与螺型位错平行，柏氏矢量指向x 轴正向，由文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 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分，转化不全位错的类型和柏氏矢量的4 分，画出切动示意图3 分。文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 HE2N2Z10E2G7 ZT6O7H5B5W9文档编码:CO8B8J1M3N5 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