2、被激发的氢原子中的电子能量从E2状态降到状态E1时,释放的辐射能量的频率是多少?相应的辐射波长是多少?
其中E=hv,λv=c
3、一束强烈的绿光(λ=0.5μm)不足以从金属镁中打出一个内层电子,但用一个波长为1Å的极弱的x射线却可以实现这一点。
用量子物理解释这种明显异常现象。
4、一个电荷为-e的电子与电荷为+e的核离开的距离为r时,电子的位能为W,试据此推导方程:
5、电子的总能量E由位能W和动能K相加求得,位能的表达式为,动能的常用表达式为,将动能的表达式改用e和r来表示,求出E的表达式。
6、试证明:立方晶系的[111]晶向垂直于(111)晶面
7、求出立方晶系中[321晶向与[401]晶向的夹角。
8、试利用计算简单立方晶体的(100),(110),(111)等晶面间距,并指出晶面间距最大的晶面。
9 如果γls=2.0J/m2和γss=0.4J/m2,试估算下列条件时的系统能量的差值
a)一个10-12m2的液体颗粒位于固体的晶界上b)一个10-12m2的液体颗粒位于晶粒中心
6.27如下:
10 将两块垂直放置,相距为d=2×10-4m的铜板在1000℃进行银焊,求银液上升的高度h,银在1000℃时的表面张力γ=0.923J/m;银的密度ρ=10.5g/m3.
运用公式
11渗碳钢部件在870℃(1600℉)渗碳比在927℃(1700℉)渗碳的优点是可以得到晶粒更细小的成品。
a)计算在870℃下碳在γ-Fe中的扩散系数(D0=2.0×10-5m2/s,Q=140×103J/mol)
b)为达到927℃10小时渗碳同样的效果,在870℃渗碳需要多少时间(碳溶解度的变化不计算)
c)取0.3%C作为渗碳层的测量基点,取1.2%C作为870℃渗碳最高溶解度,并且不计算温度对奥氏体中最低溶碳量的影响。
求870℃渗碳10小时的渗层厚度是927℃渗碳10小时渗层厚度的百分之几?
12公式可用来近似地算出脱碳的程度。
用下表(8.2)中的数据,绘制含
1.3%C碳钢脱碳10小时后的碳浓度曲线,设表面碳浓度为零。
由于表8.2未给出下题仅作为参考答案:
13 考虑铜—锌固溶体的均匀化问题
A)试问铜—锌合金的不均匀度是否能在实用的时间内通过扩散予以完全消除?为什么?B)用下表(8.1)数据,计算815℃时锌在铜中的扩散系数
C)设最高锌含量与平均含锌量之差为5%Zn,最高含锌量区与最低含锌量区之间的距离为
0.1mm,用估算上述含锌量之差降低到1%Zn所需的时间。
D)在高温均匀化退火处理之前,对铸造合金施以冷加工,将加速还是减慢均匀化速率?为什么?
14 溶质原子与位错间的吸引力强度可用交互作用能(结合能)Eb表示。
溶质原子在位错
中心附近3︱b︱范围内的浓度C也可以用波茨曼分布来描述:
式中C0为溶质的平均浓度,T为绝对温度,k=1.38×10-23为波茨曼常数。
今有含碳量为0.05% (原子)的钢,其位错密度为1014m-2,如Eb=0.5ev,试计算进入位错处的碳原子占全部碳原子的百分数。
15 a)在图10.33所示的部分Cu-Al相图中,有两个共析反应。
试指出每个共析点的大致温度与成分
B)工业上常用的铝青铜有两种铝含量,5%和10.5%。
试分析那种合金可采用热处理强化。
C)对含铝10.5%的铝青铜在下列温度达到平衡时进行相分析:(1)900℃;(2)700℃;(3)570℃;(4)560℃,并画出相应的显微组织示意图。
16 一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么?有人说:“一种析出硬化型合金可通过从适当温度用水淬冷的方法予以软化”。
这种说法对吗?解释之。
17退火纯铁在晶粒平均直径为1/4mm时,其下屈服强度σs为100MN﹒m-2,而当晶粒晶粒平均直径为1/64mm时,其下屈服强度σs为250MN﹒m-2,试求晶粒大小为1/16mm时纯铁的下屈服强度。
18一个合金系能沉淀硬化的条件与过程是什么?沉淀硬化经常用于那哪些种类的合金。
21.如何控制金属的氧化和腐蚀
1、防止不同的金属相互接触
相互接触而产生的电偶将使腐蚀局限于电化学上较活泼的金属,而另一金属实际上受到保护。
腐蚀常常又进一步局限于邻近不同金属接触之处。
在这方面拙劣设计的一个极端例子是用阳极(活泼)金属做小件,而阴极金属却面积大的多。
好的设计是用同样的金属,如果用不同金属直接连结是不可避免的话,在他们之间绝缘起来,以防止产生电接触点。
2、防止产生不均匀性
要防止金属和腐蚀环境二者中产生不均匀性,这种不均匀性是引起局部腐蚀的潜在原因。
要避免缝隙,因为缝隙会产生浓度差别。
由于这个道理,因而不要采用螺杆和铆钉连结,而宁愿采用对焊连结。
腐蚀液体的均匀流动也是设计时考虑的一个方面。
因为腐蚀液体停滞而不流动的区域和受液体冲去的区域都会加速腐蚀。
3、尽量消除腐蚀环境应用构件的应力
在决定必须在腐蚀环境中工作的机器部件的工作应力时,应该考虑可能产生腐蚀疲劳或应力腐蚀的情况。
必须避免使用一些危险的配合。
如,奥氏体不锈(氧的水溶液),淬火硬化的合金钢(硫化氢水溶液),铝合金(氧的水溶液),黄铜(氨溶液)。
如果在非用不可的情况下,合金的消除应力处理或改善腐蚀环境都能适当的控制腐蚀。
22.a) 利用电动势序列,对铁-锌电偶求出铁-锌电极电位的值
b) 用反应式描述在这种情况下的阳极和阴极反应
25.晶态与非晶态合金的主要差别是什么(从结构与性能上加以阐述)?
答:结构上:晶态合金中原子按一定的规律周期性地重复排列;而非晶态合金,原子在三维空间呈拓扑无序状排列,不存在长程周期性,但在几个原子间距的范围内,原子的排列仍然有着一定的规律,因此可以认为非晶态合金的原子结构为“长程无序,短程有序”。
性能上:1)晶态合金具有一定的熔点;非晶态合金没有确定的熔点。
2)晶态合金具有各向异性,而非晶态合金不具有各向异性。
3)非晶态合金的硬度、强度、韧性和耐磨性明显高于晶态合金,非晶态合金的延伸率一般较低,但其韧性很好。
4)非晶态合金具有较好的耐蚀性,较高的导磁率。
26.中间相按结构分为几类?有何特点?
1.间隙化合物
当以间隙形式溶解的元素超过其固态溶解度时,就可形成以这些元素再次处于间隙位置的中间相。
如TiN,WC等。
2.化合价化合物
两种化学性能不同的金属倾向于形成显示普通化合价的化合物。
如Mg2Si,Mg2Pb等。
3.电子相
在某些二元相图中于一定成分出现的中间相取决于该成分处的电子数和原子数的比率(电子浓度)。
4.有序相
原固溶体向较大成分范围的扩展有时被固溶体的有序化形式所阻止,这样一个有序相,在机械性能和物理性能上与原来的(无序)固溶体大致相似。
5.缺陷相
少数几种金属间相在某些浓度范围内含有数量很大的点阵空位,并被称为缺陷相,NiAl就是一个例子。