Строение реальных кристаллов. Дефекты кристаллов. Полиморфизм.
Строение реальных кристаллов отличается от идеальных. В реальных кристаллах всегда содержатся дефекты, которые подразделяют на точечные, линейные, поверхностные и объемные. Размеры точечного дефекта близки к межатомному расстоянию. У линейных дефектов длина на несколько порядков больше ширины; у поверхностных дефектов мала толщина, а ширина и длина больше ее на несколько порядков. Объемные дефекты (поры, трещины) имеют значительные размеры во всех трех направлениях.
Дефекты кристаллов — нарушения периодичности расположения частиц в кристаллической решётке.
Дефекты кристаллической решетки играют очень важную роль в формировании и протекании процессов деформации и разрушения твердых тел. Такие факторы строения реальных кристаллов вызывают пластические деформации при напряжениях меньших, чем рассчитанные для идеальной модели кристаллической решетки. Несовершенство кристаллов так или иначе связано с примесями. Примесные атомы влияют на характер и скорость роста кристалла. Одни, даже ничтожно малые примеси, могут резко замедлить рост кристалла, другие — ускорить.
Многие свойства материалов определяются строением реальных кристаллов, типом их кристаллической решетки и характером нарушений правильной структуры, а также характером химической связи в кристалле.
Дефекты кристаллов возникают при росте кристаллов или их фазовых превращениях, под влиянием тепловых, механических, электрических и других воздействий, при введении примесей. Различают точечные (нульмерные), линейные (одномерные), поверхностные (двумерные) и объёмные (трёхмерные) Дефекты кристаллов.
Полиморфизм — способность вещества существовать в различных кристаллических структурах, называемых полиморфными модификациями (их принято обозначать греческими буквами α, β, γ и т. д.).
Поможем написать любую работу на аналогичную тему
Строение реальных кристаллов. Дефекты кристаллов. Полиморфизм.
Строение реальных кристаллов. Дефекты кристаллов. Полиморфизм.
Строение реальных кристаллов. Дефекты кристаллов. Полиморфизм.
Источник
Ответы к тесту по химии материаловедение 370 (Часть 1)
№ 1. К какой группе металлов принадлежит железо и его сплавы?
А) К тугоплавким +В) К черным. С) К диамагнетикам. D) К металлам с высокой удельной прочностью.
№ 2. Какой из приведенных ниже металлов (сплаво+В) относится к черным?
А) Латунь
+В) Коррозионно-стойкая сталь. С) Баббит. D) Дуралюмины.
№3. Как называют металлы с температурой плавления выше температуры плавления железа?
+А) Тугоплавкими. В) Благородными. С) Черными. D) Редкоземельными.
№ 4. К какой группе металлов относится вольфрам?
А) К актиноидам. В) К благородным. С) К редкоземельным.
+D) К тугоплавким.
№ 5. В какой из приведенных ниже групп содержатся только тугоплавкие металлы? .
А) Никель, алюминий. В) Титан, актиний.
+С) Молибден, цирконий. D) Вольфрам, железо.
№ 6. К какой группе металлов (сплаво+В) относится магний?
А) К легкоплавким. В) К благородным +С) К легким. D) К редкоземельным.
№ 7. В какой из приведенных ниже групп содержатся только легкие металлы?
А) Титан, медь. В) Серебро, хром. С) Алюминий, олово
+D) Магний, бериллий.
№ 8. В какой из приведенных ниже групп содержатся только легкоплавкие металлы?
А) Индий, магний +В) Олово, свинец. С) Сурьма, никель. D) Цинк, кобальт.
№ 9. Что является одним из признаков металлической связи?
А) Скомпенсированность собственных моментов электронов. В) Образование кристаллической решетки
+С) Обобществление валентных электронов в объеме всего тела. D) Направленность межатомных связей.
№ 10. Какое свойство металлов может быть объяснено отсутствием направленности межатомных связей?
А) Парамагнетизм. В) Электропроводность. С) Анизотропностью
+D) Высокая компактность.
№ 11. Какой из признаков принадлежит исключительно металлам?
А) Металлический блеск. В) Наличие кристаллической структуры.
С) Высокая электропроводность
+D) Прямая зависимость электросопротивления от температуры.
№ 12. Какому материалу может принадлежать кривая В зависимости электросопротивления от температуры (рис. 1)?
+A) Любому металлическому материалу. В) Неметаллическим материалам.
С) Меди. D) Полупроводниковым материалам.
№ 13. Какому материалу может принадлежать кривая А зависимости электросопротивления от температуры (рис. 1)?
А) Полимерным материалам. В) Металлическим материалам
+С) Любому неметаллическому материалу. D) Полупроводниковым материалам.
№ 14. Чем объясняется высокая теплопроводность металлов?
+A) Наличием незаполненных подуровней в валентной зоне.
В) Взаимодействием ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки. С) Дрейфом электронов. D) Нескомпенсированностью собственных моментов электронов.
№ 15. Что такое домен? .
А) Единица размера металлического зернах
+В) Область спонтанной намагниченности ферромагнетика.
С) Вид дефекта кристаллической структуры
.D ) Участок металлического зерна с ненарушенной кристаллической решеткой.
1.1.Кристаллическое строение металлов и дефекты кристаллических структур
№ 16. Что такое элементарная кристаллическая ячейка?
А) Тип кристаллической решетки, характерный для данного химического элемента.
+В) Минимальный объем кристаллической решетки, при трансляции которого по координатным осям можно воспроизвести всю решетку.
С) Кристаллическая ячейка, содержащая один атом.
D) Бездефектная (за исключением точечных дефектов) область кристаллической решетки.
№ 17. Что такое базис кристаллической решетки?
А) Минимальный объем кристаллической решетки, при трансляции которого по координатным осям можно воспроизвести всю решетку. В) Расстояние между соседними одноименными кристаллическими плоскостями.
С) Число атомов, находящихся на наименьшем равном расстоянии от любого данного атома.
+D) Совокупность значений координат всех атомов, входящих в элементарную ячейку.
№ 18. Какие из представленных на рисунке элементарных ячеек кристаллических решеток относятся к простым (рис. 2)?
+А) А и D. В) В и С. С) А и С. D) В и D.
№ 19. Сколько атомов принадлежит представленной на рис. 3 элементарной ячейке?
А) 8. В) 6. +С) 4.D)14.
№ 20. Какова химическая формула сплава, кристаллическая решетка которого представлена на рис. 4?
А) А2В. В) А8В. С) А 4В. +D)_AВ.
№ 21. Как называется свойство, состоящее в способности вещества существовать в различных кристаллических модификациях?
+А)_Полиморфизм. В) Изомерия. С) Анизотропия.
D) Текстура.
№ 22. Как называется характеристика кристаллической решетки, определяющая число атомов, находящихся на наименьшем равном расстоянии от любого данного атома?
А) Базис решетки. В) Параметр решетки. С) Коэффициент компактности. +D) Координационное число.
№ 23. Каково координационное число кристаллической решетки, элементарная ячейка которой представлена на рис. 5?
А)К8. В) К12. +C)К 6. D)Г 12
№ 24, Почему вещества, обладающие кристаллической решеткой, представленного на рис. 6 типа, не образуют растворов внедрения с высокой концентрацией растворенного компонента?
А) Из-за наличия в решетке доли ковалентной связи. +В) В решетке нет крупных пор для размещения атомов примеси. С) Решетка обладает высокой степенью компактности. D) Подобные решетки образуют высококонцентрированные растворы.
№ 25, Какое из изменений характеристик кристаллической решетки приведет к росту плотности вещества?
А) Увеличение параметров решетки. В) Уменьшение количества пор в элементарной ячейке. С) Увеличение числа атомов в ячейке.
+D) Увеличение координационного числа.
№ 26. Как называется характеристика кристаллической решетки, определяющая отношение объема атомов, приходящихся на элементарную ячейку, к объему ячейки?
+А) Коэффициент компактности. В) Координационное число. С) Базис решетки. D) Параметр решетки.
№ 27. Каковы индексы кристаллографического направления ОВ (рис. 7)?
+А) (121). В) [-121]. С) [122]. D) [0,5; I; 0,5].
№ 28. Каковы кристаллографические индексы заштрихованной плоскости (рис. 8)?
А) (111). +В) (011). С) (220). D) (100).
№ 29. Каковы кристаллографические индексы плоскости ABC (рис. 9)?
+А) (2 1 4). В) (2 4 1). С) (1 2 1/2). D) (1 1/2 2).
№ 30. Как называется явление, заключающееся в неоднородности свойств материала в различных кристаллографических направлениях?
А) Изотропность. +В) Анизотропия. С) Текстура. D) Полиморфизм.
№31. Какие тела обладают анизотропией?
+А) Текстурованные поликристаллические материалы.
В) Ферромагнитные материалы. С) Поликристаллические вещества. D) Аморфные материалы.
№ 32. Какие тела обладают анизотропией?
А) Парамагнетики. +В) Монокристаллы. С) Вещества, обладающие полиморфизмом. D) Переохлаждённые жидкости.
№ 33. К какой группе дефектов кристаллических структур можно отнести дефект представленного на рис. 10 фрагмента кристаллической решетки?
+А) К точечным. В) К линейным. С) К поверхностным. D) К объемным.
№ 34. Какую группу дефектов представляют собой искажения, охватывающие области в радиусе 6 . 7 периодов кристаллической решетки?
А) Поверхностные. В) Объемные. +С) Точечные. D) Линейные.
№ 35. Как называется дефект, вызванный отсутствием атома в узле кристаллической решетки?
А) Дислокация. В) Пора. +С) Вакансия. D) Межузельный атом.
№ 36. Какого рода дефект кристаллической структуры представлен на рис. 11 ?
+А).Примесный атом внедрения. В) Межузельный атом. С) Примесный атом замещения. D) Вакансия.
№ 37. Как называется элемент кристаллической структуры, помеченный на рис. 12 знаком вопроса?
А) Плоскость скольжения. В) Краевая дислокация. С) Цепочка межузельных атомов. +D) Экстраплоскость.
№ 38. Как называются дефекты, измеряемые в двух направлениях несколькими периодами, а в третьем — десятками и сотнями тысяч периодов кристаллической решетки?
А) Межузельные атомы. В) Поверхностные дефекты. +С) Дислокации. D) Микротрещины.
№ 39. Что такое экстраплоскость?
А) Плоскость раздела фрагментов зерна или блоков мозаичной структуры. В) Поверхностный дефект кристаллической решетки. +С) Атомная полуплоскость, не имеющая продолжения в нижней или верхней частях кристаллической решетки. D) Атомная плоскость, по которой происходит скольжение одной части кристалла относительно другой.
№ 40. Как называется дефект, представляющий собой область искажений кристаллической решетки вдоль края экстраплоскости?
+А) Краевая дислокация. В) Цепочка вакансий. С) Микротрещина. D) Винтовая дислокация.
№ 41. представляет собой переходную область в
3 . 4 периода от кристаллической решетки одной ориентации к решетке другой ориентации». О какой структуре идет речь?
А) Об атмосфере Коттрелла. В) О винтовой дислокации. +С) О большеугловой (межзеренной) границе. D) О малоугловой (межблочной) границе.
1.2.Теория сплавов
№ 42. При какой (каких) температуре(ах) возможен процесс кристаллизации (рис. 13)?
A)t2 и t3. В) t1и t2. +С) t1 D) t3.
№ 43. На рис. 14 представлено изменение энергии Гиббса при образовании зародышей кристалла. Возможен ли рост кристалла из зародыша
размером r 1 ?
А) К росту способен любой зародыш. В) Рост маловероятен, так как он сопровождается повышением энергии Гиббса. С>_Рост возможен, поскольку размер зародыша превышает критический. D) Рост такого зародыша возможен только при гетерогенном образовании.
№ 44. Какими факторами определяется кристаллизация?
А) Числом частиц нерастворимых примесей и наличием конвективных потоков. +В) Числом центров кристаллизации и скоростью роста кристаллов из этих центров. С) Степенью переохлаждения сплава. D) Скоростью отвода тепла.
№ 45. Чем определяется форма зерен металла?
+А) Условиями столкновения растущих зародышей правильной формы. В) Формой частиц нерастворимых примесей, на которых протекает кристаллизация. С) Интенсивностью тепловых потоков. D) Формой кристаллических зародышей.
№ 46. Как зависит размер зерен металла от степени переохлаждения его при кристаллизации?
А) Чем больше степень переохлаждения, тем крупнее зерно. В) Размер зерна не зависит от степени переохлаждения. +С) Чем больше степень переохлаждения, тем мельче зерно. D) Зависимость неоднозначна: с увеличением переохлаждения зерно одних металлов растет, других — уменьшается.
№ 47. Какую структуру можно ожидать, если при кристаллизации достигнута степень переохлаждения n 1 (рис 15) ?
А) Любую. Характер структуры мало зависит от степени переохлаждения. В) Аморфную. +С) Крупнокристаллическую. D) Мелкокристаллическую.
№ 48. Как называется структура, схема которой представлена на рис. 16?
+А) Дендрит. В) Блок мозаичной структуры. С) Сложная кристаллическая решетка. D) Ледебурит.
1.3 Виды сплавов
№ 49. Микроструктура какого сплава представлена на рис. 17?
А) Твердого раствора внедрения. В) Твердого раствора замещения.
+С) Механической смеси. D) Химического соединения.
№ 50. Микроструктура какого сплава представлена на рис. 18?
А) Механической смеси. В) Чистого металла. С) Химического соединения.
+D) Твердого раствора.
№ 51. Кристаллическая решетка какого сплава представлена на рис. 19?
А) Механической смеси. В) Твердого раствора внедрения. С) Химического соединения
+D) Твердого раствора замещения.
№ 52. Какому типу сплавов принадлежит кристаллическая решетка, представленная на рис. 20?
+А) Твердому раствору внедрения. В) Твердому раствору замещения. С) Химическому соединению. D) Механической смеси.
№ 53. К какому типу принадлежит сплав, кристаллическая решетка которого представлена на рис. 21 ?
А) К химическим соединениям. +B) К твердым растворам замещения. С) К твердым растворам внедрения. D) К механическим смесям.
№ 54. К какому типу принадлежит сплав, кристаллическая решетка которого представлена на рис. 22?
А) К химическим соединениям. +В) К твердым растворам внедрения.С) К твердым растворам замещения. D) К механическим смесям.
№ 55. На рис. 23 представлены кристаллические решетки, принадлежащие сплавам одной системы. Какая это система?
В системе.
А) компоненты ограниченно растворяются друг в друге. +В) компоненты неограниченно растворяются друг в друге. С) отсутствует взаимная растворимость компонентов. D) компоненты образуют устойчивое химическое соединение.
№ 56. Для каких сплавов компонентов А и В характерно равенство А(+В) = В(+А)?
А) Для твердых растворов внедрения. В) Для механических смесей. С) Для химических соединений. D) Для неограниченных твердых растворов.
№ 57. Возможна ли 100-процентная концентрация растворяемого компонента в решетке растворителя?
А) Возможна в системе с химическими соединениями. В) Нет. С) Возможна в системе механических смесей. +D) Возможна в системе неограниченных твердых растворов.
№ 58. Какой вид имеет уравнение правила фаз?
А) С = К + F – 1. В) С = F + K + 1. С) С = F – K + 1. +D) С = K – F + 1.
№ 59. Каким отрезком определяется концентрация компонента А в точке т диаграммы состояния (рис. 24)?
A) Am. B)fm. +С) тВ. D) сf
№ 60. Какая диаграмма состояния представлена на рис. 25?
+А)Однокомпонентная диаграмма. В) Диаграмма с химическим соединением.
С) Диаграмма с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии.
D) На рисунке представлена не диаграмма, а лишь ее температурная ось.
№ 61. Какая диаграмма состояния представлена на рис. 26?
A) С неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
B) С химическим соединением. +С)_С отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии. D) С ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
№ 62. Что такое эвтектика?
А) Вещество, образующееся при некотором соотношении компонентов и имеющее кристаллическую решетку, отличную от решеток, составляющих эвтектику веществ.
В) Механическая смесь двух компонентов. С) Неограниченный твердый раствор компонентов друг в друге. +D) Механическая смесь, образующаяся в результате одновременной кристаллизации компонентов или твердых растворов из жидкого раствора.
№ 63. Диаграмма состояния какого типа представлена на рис. 27?
+А) С неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
В) С ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
С) С неустойчивым химическим соединением. D) С отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии.
№ 64. Какая диаграмма состояния представлена на рис. 28?
А) С неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
+В) С ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии.
С) С химическим соединением. D) С отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии.
№ 65. Отношением каких отрезков определяется количество кристаллической фазы в сплаве / — / в точке b (рис. 29)?
A) bclac. В) bclab. +С) ab/ас. D) аb/bс.
№ 66. В каком из сплавов эвтектическая реакция займет больше времени, если скорость кристаллизации во всех сплавах одинакова (рис. 30)?
А) е. +В) с. С) Во всех сплавах одинаково. D) d.
№ 67. При каких температурных условиях кристаллизуются чистые металлы?
А) В зависимости от природы металла температура может снижаться в одних случаях, повышаться в других и оставаться постоянной в третьих. В) При снижающейся температуре. С) При растущей температуре. +D) При постоянной температуре.
№ 68. При каких температурных условиях кристаллизуются сплавы в системе с неограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии?
+А) Все сплавы кристаллизуются при снижающейся температуре.
В) Кристаллизация сплавов протекает при снижающейся температуре, завершается -при постоянной. С) Все сплавы кристаллизуются при постоянной температуре.
D) Сплавы кристаллизуются при растущей температуре (из-за выделения скрытой теплоты кристаллизации).
№ 69. При каких температурных условиях кристаллизуются эвтектики в двухкомпонентных сплавах?
А) При снижающейся температуре. В) В зависимости от вида сплава температура может расти в одних случаях, снижаться в других и оставаться постоянной в третьих.
+С) При постоянной температуре. D) При растущей температуре.
№ 70. Как меняется температура сплавов системы с отсутствием растворимости компонентов в твердом состоянии в процессе кристаллизации?
+А) Снижается (кроме эвтектического сплав+А), завершается кристаллизация всех сплавов при постоянной температуре. В) Остается постоянной. С) Снижается.
D) Снижается (кроме эвтектического сплава), завершается кристаллизация некоторых сплавов при постоянной температуре.
№ 71. В чем состоит отличие эвтектоидного превращения от эвтектического?
А) При эвтектоидном превращении возникают промежуточные фазы, при эвтектическом — механические смеси. В) Принципиальных отличий нет. Это однотипные превращения.
+С) При эвтектоидном превращении распадается твердый раствор, при эвтектическом — жидкий. D) При эвтектоидном превращении из твердых растворов выделяются вторичные кристаллы, при эвтектическом — из жидкости — первичные.
№ 72. Какому сплаву (каким сплавам) принадлежит кривая охлаждения В (рис.31)?
A) d. В) а и d. С) b. +D) b и с.
№ 73. Какая из приведенных структур принадлежит сплаву 1 — 1 при комнатной температуре (рис. 32)?
А) В. +В) С. C)A.D)D.
№ 74. В какой из диаграмм (рис. 33) имеется неустойчивое химическое соединение?
A) D. +В) С. С) В. D) А.
№ 75. На рис. 34 представлена диаграмма состояния с полиморфным превращением компонента А. Какое из суждений о диаграмме справедливо?
+А) Высокотемпературная модификация компонента А изоморфна В.
В) Тип кристаллической решетки компонента А отличен от В.
С) Низкотемпературная модификация А изоморфна компоненту В.
D) Компонент А имеет кристаллическую решетку того же типа, что и компонент В.
№ 76. Какое из суждений относительно приведенной на рис. 35 диаграммы справедливо?
На рис. 35 приведена диаграмма.
А) А — В. Компоненты А и В неограниченно растворяются друг в друге.
B) с полиморфным превращением. Обе модификации А изоморфны компоненту В.
C) с эвтектикой. Низкотемпературная модификация А и компонент В имеют однотипные решетки.
+D)c перитектикой. Компонент А имеет полиморфное превращение. Низкотемпературная модификация А изоморфна В.
№ 77. В какой диаграмме (каких диаграммах) состояния есть полиморфное превращение (рис. 36)?
A)D. B)A.+C)C. D)B И C.
№78. Каков состав сплава в точке z (рис. 37) тройной системы ABC?
А) А = 30 %, В = 60 %, С = 10 %. +В)А = 10 %, В = 60 %, С = 30 %. С) А = 60 %, В = 10 %, С = 30 %. D) А = 10 %, В = 30%, С = 60 %.
1.4.Механические свойства, деформация и рекристаллизация металлов.
Источник