Домашняя работа № 3 по курсу "Основы кристаллографии и теория дефектов

кристаллического строения" Тема: Основы теории дефектов кристаллического строения

В этом разделе практической части пособия содержатся задания, которые включают вопросы, направленные на усвоение теоретических положений, касающихся рассмотрения строения дефектов кристаллов, изучения механизма деформации кристаллических материалов, а также особенностей их физико-механических свойств. Успешное решение предложенных заданий требует внимательного прочтения соответствующих параграфов второй части пособия. Некоторые вопросы потребуют достаточно полного и пространного изложения материала, в других же случаях ответ может быть вполне лаконичным, но с необходимым теоретическим обоснованием.

Задание 1

1. Опишите известные типы точечных дефектов. Какой наиболее распространенный тип точечного дефекта обычно присутствует в металлических материалах и почему? Каково их влияние на изменение механических и физических свойств?

Рис.82. К заданию 1 - определить направление и величину вектора Бюргерса

3. В сплаве частицы выделения когерентны матрице и близко расположены друг от друга. Как в этом случае они преодолеваются дислокациями? Дайте объяснение.

4. Выберете наиболее правильный и полный ответ на ниже сформулированный вопрос и дайте ему обоснование:

Какой из металлов и почему имеет самый высокий и самый низкий модуль упругости Е: Pb, W, Zn, Ni?

1. Wи Zn, т.к. первый имеет ОЦК- решетку, а второй ГПУ.

2. W и Pb, т.к. первый имеет самую высокую температуру плавления, а второй - наиболее легкоплавкий металл.

3. Wи Pb, т.к. первый имеет ОЦК- решетку, а второй ГЦК.

Задание 2

1. Объясните, что понимается под объемными дефектами? Что такое несплошности кристаллической решеткой? Деление полостей на поры и трещины. В чем их особенности?

2. Могут ли дислокации с векторами Бюргерса b₁ и b₂ перейти из плоскости В в плоскость А (рис.83)? Ответ нужно обосновать.

2. Запишите указанное направление и величину вектора Бюргерса для ГЦК решетки (рис.82).

146

Рис.83. К заданию 2

3. Что такое деформационный наклеп? Какова его физическая природа?

4. Выберете наиболее правильный и полный ответ на ниже сформулированный вопрос и дайте ему обоснование:

Какая величина характеризует сопротивление материала упругому деформированию - модуль нормальной упругости (модуль Юнга) или предел упругости?

1. Предел упругости.

2. Модуль нормальной упругости.

3. Обе эти характеристики.

Задание 3

1. Дайте объяснение, почему существует принципиальное различие между теоретической и реальной прочностью материалов. Что понимается под идеальным строением и несовершенным? Какие известны дефекты кристаллической решетки и по какому признаку они подразделяются?

2. Опишите существующие источники образования дислокаций в материалах. Каким способом они вызывают появление линейных дефектов?

3. Дано изображение (рис.84) кристаллических решеток некоторых соединений (показаны ионы двух компонентов). Укажите, какие именно дефекты здесь присутствуют и дайте пояснение.

4. Выберете наиболее правильный и полный ответ на ниже сформулированный вопрос и дайте ему обоснование:

Почему модули упругости принято считать константами материала?

1. Они характеризуют сопротивление упругому нагружению.

2. Эти параметры слабо чувствительны к изменениям химического состава и структурного состояния.

3. Они отражают силы межатомного сцепления, а их величина заметно определяется только температурой.

а)

б)

Рис.84. Изображение решеток соединений, имеющих дефекты строения