题目
9.a)设有一刚球模型,球的直径不变,当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时,试计算其体积膨胀。b)经 X 射线测定,在912℃时 γ-Fe 的晶格常数为 0.3633nm,α-Fe 的晶格常数为0.2892nm,当由 γ-Fe 转化为 α-Fe 时,求其体积膨胀,并与a)比较,说明其差别的原因。
9.a)设有一刚球模型,球的直径不变,当由面心立方晶格转变为体心立方晶格时,试计算其体积膨胀。b)经 X 射线测定,在912℃时 γ-Fe 的晶格常数为 0.3633nm,α-Fe 的晶格常数为0.2892nm,当由 γ-Fe 转化为 α-Fe 时,求其体积膨胀,并与a)比较,说明其差别的原因。
题目解答
答案
解:a)令面心立方晶格与体心立方晶格的体积及晶格常数分别为 V 面、V 踢与 a 面、a 体,钢球的半径为 r,由晶体结构可知,对于面心晶胞有4r=√2a 面,a 面=2√2/2r,V 面=(a 面)3=(2√2r)3对于体心晶胞有4r=√3a 体,a 体=4√3/3r,V 体=(a 体)3=(4√3/3r)3则由面心立方晶胞转变为体心立方晶胞的体积膨胀△V 为△V=2×V 体-V 面=2.01r3B)按照晶格常数计算实际转变体积膨胀△V 实,有△V 实=2△V 体-V 面=2x(0.2892)3-(0.3633)3=0.000425nm3实际体积膨胀小于理论体积膨胀的原因在于由 γ-Fe 转化为 α-Fe 时,Fe 原子的半径发生了变化,原子半径减小了。