金属学与热处理原理崔忠圻第三版课后题全部答案

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第一章金属与合金的晶体结构

1.金属键:贡献出价电子的原子,则变成正离子,沉浸在电子云中,它们依靠运动于其间的公有化的自由电

子的静电作用而结合起来,这种结合叫做金属键,它没有饱和性和方向性。

根据金属键的本质,金属具有以下特性:

1导电性:在外加电场的作用下,金属中的自由电子能够沿着电场方向定向运动,形成电流,从而有良好的导电性;

2导热性:自由电子的运动和正离子的振动使金属具有良好的导热性;

3正电阻温度系数:当温度升高时,正离子或原子本身振动的振幅加大,可阻碍电子的通过,使电阻升高,即表现为正电阻温度系数;

4金属光泽:自由电子很容易吸收可见光的能量,而被激发到较高的能级,当它跳回到原有能级时,就把吸收的可见光能量重新辐射出来,从而金属不透明,具有金属光泽;

5延展性:金属键没有饱和性和方向性,故金属的两部分发生相对位移时,金属正离子始终被包围在电子云中,即仍继续保持着金属键合,这样,金属就能经受变形而不断裂,具有延展性。

2.由双原子作用模型图,R0相当于原子的平衡位置,任

金属学与热处理原理崔忠圻第三版课后题全部答案

何对平衡位置的偏离,都会收到一个力(吸引力或排斥力)

的作用,促使其回到平衡位置。(此外原子间的最大结合力不

是出现在平衡位置,而是在R1位置,这个结合力与金属的理

论抗拉强度相对应。)在吸引力的作用下把远处的原子移近所

做的功能使原子的势能更低(为负值),当原子移至平衡位置

R0时,其结合能达到最低值,此时原子的势能最低、最稳定。

任何对R0的偏移,都会使原子的势能增加,从而使原子处于

不稳定状态,原子就有力图回到低能状态,即回到平衡距离

的倾向。将上述双原子作用模型加以推广,不难理解,当大

量金属原子结合成固体时,为使固态金属具有最低的能量,

以保持其稳定状态,原子之间也必须保持一定的平衡距离,

这边是固态金属中原子趋于规则排列的重要原因。如果试图

从固态金属中把某个原子从平衡位置拿走,就必须对它做功,

以克服周围原子对它的作用力。这个要被拿走的原子周围邻

近的原子数越多,原子间的结合能就越低,能量越低的状态

是最稳定的状态,而任何系统都有自发从高能状态向低能状

态转化的趋势。因此,常见金属的原子总是自发地趋于紧密的排列。

4.晶体结构:晶体结构是指晶体中的质点(原子、离子、分子或原子集团)的具体排列情况,也就是晶体中的这

些质点在三维空间有规律的周期性的重复排列方式;

晶格:为了方便起见,常人为地将阵点用直线连接起来形成空间格子,称之为晶格。

晶胞:为了简便起见,可以从晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小几何单元来分析阵点的排列的规律性,这个最小的几何单元成为晶胞。

8.-2.52%

9.(112)(211)(121)(-112)(1-12)(-11-2)(2-11)(21-1)(-211)(-121)(1-21)(12-1)12个晶面

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