度三个因素控制的。合金相基本上可分为固溶体和中间相两大类。
固溶体保持溶剂的晶体结构类型。根据溶质在固溶体点阵中的位置可分为置换固溶体和间隙固溶体；按固溶度则分为有限固溶体和无限固溶体；而按溶质在固溶体中的排布则分为无序固溶体和有序固溶体；若按溶剂分类则有第一类固溶体和第二类固溶体之分。
中间相的晶体结构不同于其组元的结构，它通常可用化合物的化学分子式表示。中间相根据其主导影响因素可分为正常价化合物，电子化合物，间隙相与间隙化合物，拓扑密堆相等。
离子晶体是以正负离子为结合单元的，其结合键为离子键。Pauling在实验基础上，用离子键理论，归纳总结出离子晶体的如下结构规则：负离子配位多面体规则、电价规则、负离子多面体共用顶、棱和面的规则，不同种类正离子配位多面体间连接规则和节约规则等。它们在分析、理解晶体结构时简单明瞭，突出了结构特点。
典型的离子晶体结构是NaCl型，自然界有几百种化合物都属于此种结构。它属于立方晶系，Fm3m空间群，可以看成分别由Na+和CL-构成两个fcc结构相互在棱边上穿插而成。
在无机非金属材料中，硅酸盐晶体结构尤其复杂，有孤岛状、组群状、链状、层状和骨架状结构等。但它们有一个共同特点，即均具有[SiO4]4-四面体，并遵循由此导出的硅酸盐结构定律。
共价晶体是以共价键结合。共价晶体的共同特点是配位数服从8-N法则（N为原子的价电子数）。 最典型的共价晶体结构是金刚石结构。它属于复杂的fcc结构，可视为两个fcc晶胞沿体对角线相对位移1/4距离穿插而成。
聚合物晶态结构是其聚集态结构（三次结构）中的一大类。由于大分子结构的缘故，聚合物的结晶是分子结晶，一个大分子可以贯穿若干个晶胞，结晶速度慢且存在结晶不完整性。
聚合物的晶态多种多样，主要由单晶、片晶、球晶、树枝状晶、孪晶和串晶等。由于聚合物的晶态结构相当复杂，可用缨状微束模型、折叠链模型、伸直链模型、串晶或球晶结构模型以及Hosemann模型来加以描述。
固态物质中除各种晶体外，另一大类称为非晶体。由于非晶态物质内的原子排列在三维空间不具有长程有序和周期性，故决定了它在性质上是各向同性的，且没有固定的熔点（对玻璃而言，存在一个玻璃转变温度）。但是应注意固态物质虽有晶体和非晶体之分，然在一定条件下，两者是可以相互转换的。 重点与难点
1. 选取晶胞的原则；
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. 7个晶系，14种布拉菲空间点阵的特征； 3. 晶向指数与晶面指数的标注； 4. 晶面间距的确定与计算； 5. 晶体的对称元素与32种点阵； 6. 极射投影与Wulff网；
7. 三种典型金属晶体结构的晶体学特点； 8. 晶体中的原子堆垛方式和间隙； 9. 固溶体的分类及其结构特点；
10 10. 影响固溶体固溶度的因素； 11 11. 超结构的类型和影响有序化的因素； 12 12. 中间相的分类及其结构特点； 13 13. 离子晶体的结构规则；
14 14. NaCl型、A2B2型和硅酸盐晶体结构特点； 15 15. 金刚石型共价晶体结构特点；
16 16. 聚合物晶态结构模型，晶体形态及其结构特点； 17 17. 非晶态结构及其性能与晶体结构的区别。 重要概念与名词 晶体，非晶体；
晶体结构，空间点阵，阵点，晶胞，7个晶系，14种布拉菲点阵； 宏观对称元素，微观对称元素，点群，空间群； 极射投影，极点，吴氏网，标准投影；
晶向指数，晶面指数，晶向族，晶面族，晶带轴，共价面，晶面间距； 面心立方，体心立方，密排立方，多晶型性，同素异构体；
点阵常数，晶胞原子数，配位数，致密度，四面体间隙，八面体间隙； 合金，相，固溶体，中间相，短程有序参数a，长程有序参数S；
置换固溶体，间隙固溶体，有限固溶体，无限固溶体，无序固溶体，有序固溶体； 正常价化合物，电子化合物，电子浓度，间隙相，间隙化合物，拓扑密堆相； 离子晶体，NaCl型结构，闪锌矿型结构，纤锌矿型结构，硅酸盐[SiO4]4-四面体； 共价晶体，金刚石结构；
聚集态结构，球晶，缨状微束模型，折叠链模型，伸直链模型；
玻璃，玻璃化转变温度
[U V W]与[u v t w]之间的互换关系：
晶带定律：
立方晶系晶面间距计算公式：
六方晶系晶面间距计算公式：
电子浓度计算公式：
第三章概要
在实际晶体中，由于原子（或离子、分子）的热运动，以及晶体的形成条件、冷热加工过程和其他辐射、杂质等因素的影响，实际晶体中原子的排列不可能那样规则、完整，常存在各种偏离理想结构的情况，即晶体缺陷。晶体缺陷对晶体的性能，特别是对那些结构敏感的性能，如屈服强度、断裂强度、塑性、电阻率、磁导率等有很大的影响。另外晶体缺陷还与扩散、相变、塑性变形、再结晶、氧化、
烧结等有着密切关系。因此，研究晶体缺陷具有重要的理论与实际意义。
1. 设Cu中空位周围原子的振动频率为1013s-1,⊿Em为
室温（27℃）时空位的迁移频率。
10-18J，exp(⊿Sm/k)约为1，试计算在700K和
2. Nb的晶体结构为bcc，其晶格常数为，密度为8.57g/cm3, 试求每106Nb中所含空位数目。
3. Pt的晶体结构为fcc，其晶格常数为，密度为21.45g/cm3，试计算其空位粒子数分数。
4. 若fcc的Cu中每500个原子会失去一个，其晶格常数为，试求Cu的密度。
5. 由于H原子可填入-Fe的间隙位置，若每200个铁原子伴随着一个H原子，试求
-Fe a=，rFe=， rH=）。
-Fe理论的和实
际的密度与致密度（已知
6. MgO的密度为3.58g/cm3,其晶格常数为，试求每个MgO单位晶胞内所含的Schottky缺陷之数目。
7. 若在MgF2中溶入LiF，则必须向MgF2中引入何种形式的空位（阴离子或阳离子）相反，若欲使LiF
中溶入MgF2，则需向LiF中引入何种形式的空位（阴离子或阳离子）
8. 若Fe2O3固溶于NiO中，其质量分数w(Fe2O3)为10%。此时，部分3Ni2+被（2Fe3++□）取代以维持
，求1m3中有多少
电荷平衡。已知 个阳离子空位数
， ，
9. 某晶体的扩散实验中发现，在500℃时，1010个原子中有一个原子具有足够的激活能可以跳出其平衡位置而进入间隙位置；在600℃时，此比
例会增加到109。a) 求此跳跃所需要的激活能b) 在700℃时，具有足够能量的原子所占的比例为多少
10. 某晶体中形成一个空位所需要的激活能为×10-18J。在800℃时，1×104个原子中有一个空位，在
何种温度时，103个原子中含有一个空位
11. 已知Al为fcc晶体结构，其点阵常数a=，在550℃式的空位浓度为2×10-6，计算这些空位平均分布
在晶体中的平均间距。
12. 在Fe中形成1mol空位的能量为，试计算从20℃升温至 850℃时空位数目增加多少倍
13. 由600℃降至300℃时，Ge晶体中的空位平衡浓度降低了六个数量级，试计算Ge晶体中的空位形成
能。
14. W在20℃时每1023个晶胞中有一个空位，从20℃升至1020℃，点阵常数膨胀了4
下降了%，求W的空位形成能和形成熵。
10-4%，而密度
15. Al的空位形成能(EV)和间隙原子形成能(Ei)分别为和,求在室温（20℃）及500℃时Al空位平衡浓度与
间隙原子平衡浓度的比值。
16. 若将一位错线的正向定义为原来的反向，此位错的柏氏矢量是否改变位错的类型性质是否变化一个
位错环上各点位错类型是否相同
17. 有两根左螺旋位错线，各自的能量都为E1，当他们无限靠拢时，总能量为多少
18. 如图3-1表示两根纯螺位错，一个含有扭折，而另一个含有割阶。从图上所示的箭头方向为位错线的
正方向，扭折部分和割阶部分都为纯刃型位错。a)若图示滑移面为fcc的（111）面，问这两对位错线段中（指割阶和扭折），那一对比较容易通过他们自身的滑移而去除为什么b)解释含有割阶的螺型位错在滑动时是怎样形成空位的。
19. 假定有一个b在 晶向的刃型位错沿着（100）晶面滑动，a)如果有另一个柏氏矢量在[010]方向，
沿着（001）晶面上运动的刃型位错，通过上述位错时该位错将发生扭折还是割阶b)如果有一个b方向为[100]，并在（001）晶面上滑动的螺型位错通过上述位错，试问它将发生扭折还是割阶
材料科学基础习题及答案
