题目
氢在面心立方晶格中的溶解度比在体心立方晶格中的溶解度要大。()A. 对B. 错
氢在面心立方晶格中的溶解度比在体心立方晶格中的溶解度要大。()
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
考查要点:本题主要考查金属晶体结构(面心立方与体心立方)对氢溶解度的影响,涉及间隙原子的溶解机制。
解题核心思路:
- 间隙原子的溶解性:氢作为小原子,通常以间隙形式存在于金属中,溶解度与晶体间隙的大小、数量及结构相关。
- 晶格结构差异:面心立方(FCC)的间隙数量更多,且四面体间隙尺寸较大,更有利于氢原子的容纳。
- 实验与理论支持:实验表明,FCC结构(如奥氏体钢)比BCC结构(如铁素体钢)具有更高的氢溶解度。
破题关键点:
- 间隙尺寸对比:FCC的四面体间隙尺寸大于BCC的八面体间隙,更易容纳氢原子。
- 间隙稳定性:FCC中氢原子占据四面体间隙时能量更低,溶解更稳定。
面心立方(FCC)与体心立方(BCC)的间隙特点:
-
FCC结构:
- 每个晶胞有4个四面体间隙,位置位于四个面中心原子与角原子之间。
- 四面体间隙尺寸较大,适合小原子(如氢)占据。
- 间隙数量多,溶解度高。
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BCC结构:
- 每个晶胞有8个八面体间隙,位于体心原子与面中心原子之间。
- 八面体间隙尺寸较小,限制氢原子的容纳能力。
- 间隙数量较少,溶解度较低。
结论:
由于FCC的四面体间隙尺寸更大且数量更多,氢在FCC中的溶解度显著高于BCC。