第5练 纯金属晶体结构 广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第5练，内容为：晶体结构、晶格、晶粒及结构对性能的影响。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第5练 纯金属晶体结构 一、单项选择题 1. 纯金属晶体结构是指金属原子在空间中的哪种排列状态？ A. 无规则的杂乱排列状态 B. 仅沿一个方向排列状态 C. 有规则的周期排列状态 D. 随温度随机变化状态 【答案】C 【解析】纯金属晶体中，原子按照一定的几何规律在空间作周期性重复排列，这种有规则的排列状态称为晶体结构。无规则排列属于非晶态材料的特征。 2. 常温下，纯铜的晶格类型是（ ） A. 体心立方晶格 B. 面心立方晶格 C. 简单立方晶格 D. 密排六方晶格 【答案】B 【解析】常温下纯铜的晶格类型为面心立方晶格。体心立方晶格常见于常温下的纯铁，密排六方晶格常见于镁等金属。 3. 下图所示的飞机蒙皮常采用______制造（ ） A. 防锈铝 B. 锻铝 C. 超硬铝 D. 硬铝 【答案】D 4. 常温下，纯铁的晶格类型是（ ） A. 体心立方晶格 B. 面心立方晶格 C. 简单立方晶格 D. 密排六方晶格 【答案】A 【解析】常温下纯铁处于铁素体状态，具有体心立方晶格。纯铁加热到约912℃后会转变为具有面心立方晶格的奥氏体。 5. 体心立方晶格的一个晶胞中所含的原子数为（ ） A. 1个原子 B. 8个原子 C. 4个原子 D. 2个原子 【答案】D 【解析】体心立方晶格的晶胞由八个顶角原子共同组成一个原子，并在晶胞中心有一个完整原子，因此一个晶胞中含有2个原子。 二、填空题 6. 面心立方晶格的一个晶胞中所含的原子数为______。 【答案】4个 【解析】面心立方晶格的晶胞由八个顶角原子和六个面心原子共同构成。按共享关系计算，八个顶角原子折合为1个原子，六个面心原子折合为3个原子，所以一个晶胞含有4个原子。 7. 常温下，纯镁的晶格类型为______。 【答案】密排六方晶格 【解析】常温下纯镁的原子按密排六方方式排列，因此其晶格类型为密排六方晶格。 8. 金属晶体中，原子按照一定几何规律作周期性重复排列，这种有规则的排列称为______。 【答案】晶格 【解析】晶格是表示晶体中原子规则排列规律的空间格架。纯金属的晶体结构正是由原子在晶格中的周期性排列形成的。 9. 纯铁加热到约912℃时，晶格由体心立方晶格转变为______。 【答案】面心立方晶格 【解析】纯铁在约912℃发生同素异构转变，低温下的体心立方晶格转变为面心立方晶格。该转变形成的组织称为奥氏体。 三、综合应用题 10. 某铜材加工企业生产纯铜导电排。检验人员测得纯铜晶格常数为0.361 nm，铜的相对原子质量为63.5，阿伏加德罗常数取。已知纯铜为面心立方晶体，每个晶胞含有4个铜原子。（1）将晶格常数换算为厘米，计算纯铜的理论密度，结果保留两位小数。（2）说明纯铜晶胞中铜原子的排列特点，并写出其配位数。（3）铸造后的铜材晶粒较粗，导致抗拉强度偏低。分析晶粒大小对纯铜力学性能的影响，并提出一种细化晶粒的工艺措施。 【答案】（1）晶格常数换算为。纯铜理论密度约为。（2）纯铜属于面心立方晶格，铜原子位于立方体的八个顶角和六个面的中心，配位数为12。（3）晶粒细化后，晶界数量增多，位错运动受到更多阻碍，纯铜的强度和韧性通常提高。可采用适当提高铸件冷却速度的方法细化晶粒，也可采用冷变形后控制再结晶的方法。 【解析】（1）1 nm=10^-7 cm，故a=0.361×10^-7 cm=3.61×10^-8 cm。面心立方晶胞含4个原子，ρ=4M/(≈8.97 g/cm3。（2）铜原子位于8个顶角和6个面心，配位数为12。（3）晶粒细化使晶界增多，阻碍位错运动，提高强度并通常改善韧性；可提高冷却速度或采用冷变形后控制再结晶细化晶粒。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法。 本卷是广西壮族自治区（对口招生）《金属材料与热处理》（科学版·第二版）一课一练的第5练，内容为：晶体结构、晶格、晶粒及结构对性能的影响。 广西壮族自治区（对口招生）一课一练 《金属材料与热处理》（科学版·第二版） 第5练 纯金属晶体结构 一、单项选择题 1. 纯金属晶体结构是指金属原子在空间中的哪种排列状态？ A. 无规则的杂乱排列状态 B. 仅沿一个方向排列状态 C. 有规则的周期排列状态 D. 随温度随机变化状态 2. 常温下，纯铜的晶格类型是（ ） A. 体心立方晶格 B. 面心立方晶格 C. 简单立方晶格 D. 密排六方晶格 3. 下图所示的飞机蒙皮常采用______制造（ ） A. 防锈铝 B. 锻铝 C. 超硬铝 D. 硬铝 4. 常温下，纯铁的晶格类型是（ ） A. 体心立方晶格 B. 面心立方晶格 C. 简单立方晶格 D. 密排六方晶格 5. 体心立方晶格的一个晶胞中所含的原子数为（ ） A. 1个原子 B. 8个原子 C. 4个原子 D. 2个原子 二、填空题 6. 面心立方晶格的一个晶胞中所含的原子数为______。 7. 常温下，纯镁的晶格类型为______。 8. 金属晶体中，原子按照一定几何规律作周期性重复排列，这种有规则的排列称为______。 9. 纯铁加热到约912℃时，晶格由体心立方晶格转变为______。 三、综合应用题 10. 某铜材加工企业生产纯铜导电排。检验人员测得纯铜晶格常数为0.361 nm，铜的相对原子质量为63.5，阿伏加德罗常数取。已知纯铜为面心立方晶体，每个晶胞含有4个铜原子。（1）将晶格常数换算为厘米，计算纯铜的理论密度，结果保留两位小数。（2）说明纯铜晶胞中铜原子的排列特点，并写出其配位数。（3）铸造后的铜材晶粒较粗，导致抗拉强度偏低。分析晶粒大小对纯铜力学性能的影响，并提出一种细化晶粒的工艺措施。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $