材料科学与工程基础习题评讲-1

材料科学与工程基础习题材料科学与工程基础习题评讲评讲-1-1第一次作业第一次作业英文英文 2.6 Allowed values for the quantum numbers of electrons are as follows:The relationships between n and the shell designations are noted in Table 2.1.Relative to the subshells,l 0 corresponds to an s subshelll 1 corresponds to a p subshelll 2 corresponds to a d subshelll 3 corresponds to an f subshellFor the K shell,the four quantum numbers for each of the two electrons in the 1s state,in the order of n l ml ms,are 100(1/2)and 100(-1/2).Write the four quantum numbers for all of the electrons in the L and M shells,and note which correspond to the s,p,and d subshellsK:s:100(1/2);100(-1/2)L:s:200(1/2);200(-1/2)p:210(1/2);210(-1/2);21-1(1/2);21-1(-1/2);211(1/2);211(-1/2)M:s:300(1/2);300(-1/2)p:310(1/2);310(-1/2);31-1(1/2);31-1(-1/2);311(1/2);311(-1/2)d:320(1/2);320(-1/2);32-1(1/2);32-1(-1/2);321(1/2);321(-1/2);32-2(1/2);32-2(-1/2);322(1/2);322(-1/2)2.7 Give the electron configurations for the 2.7 Give the electron configurations for the following ions:Fe2+,Fe3+,Cu+,Ba2+,Br-,and following ions:Fe2+,Fe3+,Cu+,Ba2+,Br-,and S2-.S2-.SOLUTION SOLUTION FeFe2+2+:1:1s s2 22 2s s2 22 2p p6 63 3s s2 23 3p p6 63 3d d6 6 Fe Fe3+3+:1:1s s2 22 2s s2 22 2p p6 63 3s s2 23 3p p6 63 3d d5 5 Cu Cu+:1:1s s2 22s2s2 22 2p p6 63 3s s2 23 3p p6 63 3d d1010 Ba Ba2+2+:1:1s s2 22 2s s2 22 2p p6 63 3s s2 23 3p p6 63 3d d10104 4s s2 24 4p p6 64 4d d10105 5s s2 25 5p p6 6 Br Br-:1:1s s2 22 2s s2 22 2p p6 63 3s s2 23 3p p6 63 3d d10104 4s s2 24 4p p6 6 S S 2-2-:1:1s s2 22 2s s2 22 2p p6 63 3s s2 23 3p p6 6 2.17(a)Briefly cite the main differences between 2.17(a)Briefly cite the main differences between ionic,covalent,and metallic bonding.ionic,covalent,and metallic bonding.(b)State the Pauli exclusion principle.(b)State the Pauli exclusion principle.SOLUTIONSOLUTION(a)(a)离子键：离子键：离子键：离子键：无方向性无方向性无方向性无方向性 球形正、负离子堆垛球形正、负离子堆垛球形正、负离子堆垛球形正、负离子堆垛 取决取决取决取决 电荷数电荷数电荷数电荷数电荷平衡电荷平衡电荷平衡电荷平衡 体积（离子半径）体积（离子半径）体积（离子半径）体积（离子半径）金属键：金属键：金属键：金属键：无方向性无方向性无方向性无方向性 球形正离子较紧密堆垛球形正离子较紧密堆垛球形正离子较紧密堆垛球形正离子较紧密堆垛 共价键：共价键：共价键：共价键：有方向性、饱和性，电子云最大重叠有方向性、饱和性，电子云最大重叠有方向性、饱和性，电子云最大重叠有方向性、饱和性，电子云最大重叠(b)(b)原子中的每个电子不可能有完全相同的原子中的每个电子不可能有完全相同的原子中的每个电子不可能有完全相同的原子中的每个电子不可能有完全相同的四个量子四个量子四个量子四个量子数数数数（或（或（或（或运动状态运动状态运动状态运动状态）2.19 Compute the percents ionic character of the Compute the percents ionic character of the interatomic bonds for the following interatomic bonds for the following compounds:TiOcompounds:TiO2 2,ZnTe,CsCl,InSb,and,ZnTe,CsCl,InSb,and MgClMgCl2 2.SOLUTION由公式：由公式：由公式：由公式：已知：已知：TiO2,XTi=1.5 and XO=3.5 ZnTe,已知：已知：XZn=1.6 and XTe=2.1，故，%IC=6.05%CsCl,已知：已知：XCs=0.7 and XCl=3.0，故：故：%IC=73.4%InSb,已知：已知：XIn=1.7 and XSb=1.9，故：故：%IC=1.0%MgCl2,已知：已知：XMg=1.2 and XCl=3.0故：故：%IC=55.5%2.24，On the basis of the hydrogen bond,explain the anomalous behavior of water when it freezes.That is,why is there volume expansion upon solidification?水冻结时结晶，非球形的水分子规整排列水冻结时结晶，非球形的水分子规整排列时受氢键方向性和饱和性的更强限制，时受氢键方向性和饱和性的更强限制，不能更紧密地堆积，故密度变小，体积不能更紧密地堆积，故密度变小，体积增大。增大。2-7影响离子化合物和共价化合物配位数的影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？因素有那些？离子化合物：离子化合物：体积体积 电荷电荷共价化合物：共价化合物：价电子数价电子数 电子云最大重叠电子云最大重叠第二次作业第二次作业2.18 Offer an explanation as to why covalently bonded materials are generally less dense than ionically or metallically bonded ones.共价键需按键长、键角要求堆垛，共价键需按键长、键角要求堆垛，相相对离子键和金属键较疏松对离子键和金属键较疏松 2.21Using Table 2.2,determine the number of covalent bonds that are possible for atoms of the following elements:germanium,phosphorus,selenium,and chlorine.SOLUTION Ge:4 P:3 Se:2 Cl:12-6按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合的分子键合 C sp 杂化杂化（2）甲烷）甲烷CH4的分子键合的分子键合 C sp3杂化杂化 （3）乙烯）乙烯C2H4的分子键合的分子键合 C sp2杂化杂化 （4）水）水H2O的分子键合的分子键合 O sp3杂化杂化（5）苯环的分子键合）苯环的分子键合C sp2杂化杂化 （6）羰基中）羰基中C、O间的原子键合间的原子键合 C sp2杂化杂化 2-10 当当CN=6时，时，K+离子的半径为离子的半径为0.133nm(a)当当CN=4时，对应负离子半径是多少？时，对应负离子半径是多少？(b)当当CN=8时，对应负离子半径是多少？时，对应负离子半径是多少？若若(按按K+半径不变半径不变)求负离子半径求负离子半径,则：则：CN=6 R=r/0.414=0.133/0.414=0.321 nm CN=4 R=r/0.225=0.133/0.225=0.591 nm CN=8 R=r+/0.732=0.133/0.732=0.182 nm第三次作业第三次作业3.48 Draw an orthorhombic unit cell,and within that cell a 121 direction and a(210)plane.3.50 Here are unit cells for two hypothetical metals:a.What are the indices for the directions indicated by the two vectors in sketch(a)?b What are the indices for the two planes drawn in sketch(b)?（a a）direction 1,direction 1,x y z x y zProjections 0a bProjections 0a b/2 c2 cProjections in terms of a,b,and c 0 1Projections in terms of a,b,and c 0 1/2 12 1Reduction to integers 0 1 2Reduction to integers 0 1 2Enclosure 012Enclosure 012direction 2,direction 2,x y z x y zProjections a/2 bProjections a/2 b/2 -c2 -cProjections in terms of a,b,and c 1/2 1Projections in terms of a,b,and c 1/2 1/2 -12 -1Reduction to integers 1 1 -2Reduction to integers 1 1 -2Enclosure 11 2Enclosure 11 2 （b b）Plane 1Plane 1，：1/2 1/2：；0 0：2 2：0 0；(020)(020)Plane 2 Plane 2，1/2 1/2：-1/2-1/2：1 1；2 2：-2-2：1 1；(2 2 1)(2 2 1)3.51*Within a cubic unit cell,sketch the following directions:a bn n（c）0 1 2 （d）1 3 3n n（e）1 1 1 （f）1 2 2n n（g）1 2 3 （h）1 0 33.53 Determine the indices for the directions shown in the following cubic unit cell:Direction A:x y z -2/3a b/2 0c -2/3 1/2 0 -4 3 0 4 3 0Direction A:Direction B:x y z x y z -2/3 a b/2 0c 2/3 a -b 2/3 c -2/3 1/2 0 2/3 -1 2/3 -4 3 0 2 -3 2 4 3 0 2 3 2Direction C Direction D x y z x y z 1/3a -b -c a/6 b/2 -c 1/3 -1 -1 1/6 1/2 -1 1 -3 -3 1 3 -6 1 3 3 1 3 6 3.57 Determine the Miller indices for the planes shown in the following unit cell:plane Ax y za/3 b/2 -c/21/3 1/2 -1/23/1 2/1 -2/1(3 2 2)plane B(1 0 1)3.58 Determine the Miller indices for the planes shown in the following unit cell:plane A plane A 以（以（以（以（0 0，1 1，0 0）为新原点）为新原点）为新原点）为新原点x y zx y z2/3a -b c/22/3a -b c/22/3 -1 1/22/3 -1 1/23/2 -1/1 2/13/2 -1/1 2/13/2 -2/2 4/23/2 -2/2 4/2(3 2 4)(3 2 4)plane B (2 2 1)3.61*Sketch within a cubic unit cell the following planes:a3.61*Sketch within a cubic unit cell the following planes:ab c defgh3.62 Sketch the atomic packing of(a)the(100)plane for the FCC crystal structure,and(b)the(111)plane for the BCC crystal structure(similar to Figures 3.24b and 3.25b).(a)FCC:(100)plane (b)BCC:(111)plane3.81The metal iridium has an FCC crystal structure.If the angle of 3.81The metal iridium has an FCC crystal structure.If the angle of diffraction for the(220)set of planes occurs at 69.22(first-order diffraction for the(220)set of planes occurs at 69.22(first-order reflection)when monochromatic x-radiation having a wavelength reflection)when monochromatic x-radiation having a wavelength of 0.1542 nm is used,compute(a)the interplanar spacing for this of 0.1542 nm is used,compute(a)the interplanar spacing for this set of planes,and(b)the atomic radius for an iridium atom.set of planes,and(b)the atomic radius for an iridium atom.SOLUTIONSOLUTION：已知：铱已知：铱已知：铱已知：铱FCCFCC的（的（的（的（220220）晶面晶面晶面晶面,2,2=69.22;=0.1542 nm=69.22;=0.1542 nm；n=1 n=1 n n 由公式：由公式：由公式：由公式：n=2d sin n=2d sin 和和和和 d dhklhkl =a/()=a/()n n故故故故 解：（解：（解：（解：（a a）d d220220=0.1542/(2sin34.61)=0.1357=0.1542/(2sin34.61)=0.1357（nmnm）n n（b b）a=d a=d220220 =2 d =2 d220220 ；n n 又又又又 FCC FCC的的的的 2R=a/=2d 2R=a/=2d220220n n R=d R=d220220=0.1357=0.1357（nmnm）n n即：其（即：其（即：其（即：其（220220）晶面间距为）晶面间距为）晶面间距为）晶面间距为0.1357nm0.1357nm；铱原子半径也为；铱原子半径也为；铱原子半径也为；铱原子半径也为0.1357nm0.1357nm。2-142-14计算（计算（计算（计算（a a）面心立方金属的原子致密度；（）面心立方金属的原子致密度；（）面心立方金属的原子致密度；（）面心立方金属的原子致密度；（b b）面心立方化合物面心立方化合物面心立方化合物面心立方化合物NaClNaCl的离子致密度（离子半径的离子致密度（离子半径的离子致密度（离子半径的离子致密度（离子半径r(Na+)=0.097r(Na+)=0.097，r(Cl-)=0.181r(Cl-)=0.181）；（）；（）；（）；（C C）由计算结）由计算结）由计算结）由计算结果，可以引出什么结论？果，可以引出什么结论？果，可以引出什么结论？果，可以引出什么结论？解：解：解：解：（a a）面心立方金属面心立方金属面心立方金属面心立方金属 一个晶胞中有四个金属原子，且一个晶胞中有四个金属原子，且一个晶胞中有四个金属原子，且一个晶胞中有四个金属原子，且a=4R/2 a=4R/2 有：有：有：有：PF=4(4RPF=4(4R3 3/3)/a/3)/a3 3 =16R =16R3 3(22)/(3)(64R(22)/(3)(64R3 3)=0.74 =0.74答：面心立方金属的原子致密度为答：面心立方金属的原子致密度为答：面心立方金属的原子致密度为答：面心立方金属的原子致密度为0.740.74（b b）解：）解：）解：）解：面心立方化合物面心立方化合物面心立方化合物面心立方化合物NaCl,NaCl,NaCl,NaCl,且且且且:r(Na+)=0.097:r(Na+)=0.097，r(Cl-)=0.181 r(Cl-)=0.181 一个晶胞中有四个一个晶胞中有四个一个晶胞中有四个一个晶胞中有四个NaNa离子、四个离子、四个离子、四个离子、四个ClCl离子离子离子离子有：有：有：有：PF=4(4rPF=4(4r3 3/3)+4(4R/3)+4(4R3 3/3)/(2r+2R)/3)/(2r+2R)3 3 =16(0.097 =16(0.0973 3+0.181+0.1813 3)/3(8)(0.097+0.181)/3(8)(0.097+0.181)3 3 =0.64=0.64答：面心立方化合物答：面心立方化合物答：面心立方化合物答：面心立方化合物NaCl NaCl 的离子致密度为的离子致密度为的离子致密度为的离子致密度为0.640.64（c c）结论）结论）结论）结论:(1):(1)同种原子晶体的致密度只与晶胞类型同种原子晶体的致密度只与晶胞类型同种原子晶体的致密度只与晶胞类型同种原子晶体的致密度只与晶胞类型相关相关相关相关,与原子尺寸无关与原子尺寸无关与原子尺寸无关与原子尺寸无关 (2)(2)化合物晶体的离子致密度与离子大小相关化合物晶体的离子致密度与离子大小相关化合物晶体的离子致密度与离子大小相关化合物晶体的离子致密度与离子大小相关2-18在体心立方结构晶胞的（在体心立方结构晶胞的（100）面上按）面上按比例画出该面上的原子以及八面体和四比例画出该面上的原子以及八面体和四面体间隙。面体间隙。八面体八面体四面体四面体2-24 方向为方向为1 1 1的直线通过的直线通过1/2,0,1/2点点,则在此直线上的另外两点的坐标是什么则在此直线上的另外两点的坐标是什么?解：该直线过为:u=1/2 v=0 w=1/2 u=0:v=-1/2,w=0.即过 (0,-1/2,0)点 u=1:v=1/2,w=1.即过 (1,1/2,1)点(0,-,0)(1,1)(,0,)2-27 一平面与三轴的截距为一平面与三轴的截距为a=1,b=-2/3,c=2/3,则此平面的米勒指数是什么？则此平面的米勒指数是什么？解解:该平面与三轴该平面与三轴的截距为的截距为1 1，-2/3-2/3，2/32/3 取倒数为：取倒数为：1/1,-3/2,3/2，同分后去分母，得：同分后去分母，得：2/2,-3/2,3/2 米勒指数为米勒指数为(2 3 3)2-29 氯化钠晶体被用来测量某些氯化钠晶体被用来测量某些X光的波长，光的波长，对氯离子的对氯离子的d111间距而言，其衍射角间距而言，其衍射角2 为为27.5(a)X光的波长是多少？（光的波长是多少？（NaCl晶格常晶格常数为数为0.563nm）(b)若若X光的波长为光的波长为0.058nm，则其衍射角，则其衍射角2 是多少？是多少？解：解：(a)NaCl，面心立方，晶格常数为面心立方，晶格常数为0.563 d111=a/(h2+k2+l2)1/2 =0.563/1+1+1 =0.563/3又又 n=2d sin,衍射角衍射角2=27.5 当当 n=1时，时，=2d sin/n =2(0.563/3)sin(27.5/2)=0.154(nm)答：答：X光的波长为光的波长为0.153nm(b)已知：已知：=0.058nm 2=2 arcsin(/2d)=2 arcsin0.058/(20.325)=10.24答：当答：当X光的波长为光的波长为0.058nm，则其衍射角，则其衍射角2 为为10.24 2-31请算出能进入请算出能进入FCC银的间隙位置而不拥挤的银的间隙位置而不拥挤的最大原子半径。最大原子半径。解：因为解：因为FCC面心立方的四面体和八面体间隙面心立方的四面体和八面体间隙如下所示：如下所示：对于对于FCC来说，来说，最大间隙为最大间隙为 0.414R又又 Ag的晶胞参数的晶胞参数 a=4.0857 A，而而FCC,R=a2/4 最大间隙最大间隙0.414R=0.414(a2/4)=0.4144.08572/4 =0.598(A)答：答：能进入能进入FCC银的间隙位置而不拥挤的最大银的间隙位置而不拥挤的最大原子半径为原子半径为0.598A。2-32碳原子能溶入碳原子能溶入fcc 铁的最大填隙位置：铁的最大填隙位置：(a)每个单元晶胞中有多少个这样的位置？每个单元晶胞中有多少个这样的位置？(b)在此位置四周有多少铁原子围绕？在此位置四周有多少铁原子围绕？第四次作业第四次作业(a)fcc(a)fcc的最大间隙的最大间隙为八面体间隙为八面体间隙,每个每个原子有原子有1 1个个,每个晶每个晶胞有胞有4 4个个(b)(b)有有6 6个原子围绕个原子围绕2-342-34请找出能进入请找出能进入bccbcc铁填隙位置的最大铁填隙位置的最大原子的半径（暗示：最大空洞位在原子的半径（暗示：最大空洞位在1/21/2，1/41/4，0 0位置）。位置）。体心立方体心立方（bcc）八面体间隙数：八面体间隙数：四面体间隙数：四面体间隙数：每晶胞：每晶胞：每晶胞：每晶胞：1/2 6(面面)+1/4 12(棱棱)=6 4 1/2 6(面面)=12 每原子：每原子：6/2=3 每原子：每原子：12/2=6间隙大小（半径）间隙大小（半径）间隙大小（半径）间隙大小（半径）=a/2 R=0.633R =5 a/4 R =0.291R =a/2 R=0.154R 2-34 解解:bcc中八面体间隙为扁球状中八面体间隙为扁球状,两两个方向的半径为个方向的半径为0.633R和和0.154R,故能进入间隙的最大原子半径为故能进入间隙的最大原子半径为0.154R(不变形时不变形时)而四面体间隙半径为而四面体间隙半径为0.291R,能能容纳此半径的原子容纳此半径的原子,显然此间隙能显然此间隙能进入原子半径最大进入原子半径最大(0.291R).2-35碳和氮在碳和氮在-Fe中的最大固溶度分别为中的最大固溶度分别为8.9%和和10.3%，已知碳、氮原子均占据八，已知碳、氮原子均占据八面体间隙，试分别计算八面体间隙被碳原面体间隙，试分别计算八面体间隙被碳原子和氮原子占据的百分数。子和氮原子占据的百分数。解：解：-Fe为面心立方，为面心立方，则：每个晶胞中则：每个晶胞中4个铁原子，且八面体个铁原子，且八面体间隙数间隙数=Fe原子数原子数 面心立方面心立方四面体间隙数：四面体间隙数：每晶胞：每晶胞：8 每原子：每原子：8/4=2 间隙大小（半径）间隙大小（半径）=3 a/4 R=0.225R八面体间隙数：八面体间隙数：每晶胞：每晶胞：1(体体)+1/4 12(棱棱)=4 每原子：每原子：4/4=1 间隙大小（半径）间隙大小（半径）=a/2 R=0.414R 将固溶度视为摩尔百分数，将固溶度视为摩尔百分数，并设并设八面体间隙被碳原子占据的摩尔百分八面体间隙被碳原子占据的摩尔百分数为数为X,被氮原子占据的摩尔百分数为被氮原子占据的摩尔百分数为Y,则则有：有：X/(X+Y+4)=8.9%和和 Y/(X+Y+4)=10.3%由上面两个方程计算得到：由上面两个方程计算得到：X=0.44；Y=0.51答：在八面体间隙占据的摩尔百分数分别为：答：在八面体间隙占据的摩尔百分数分别为：C：0.44/4=11%；N：0.51/4=12.8%2-45在钢棒的表面，每在钢棒的表面，每20个铁的晶胞中有一个铁的晶胞中有一个碳原子，在离表面个碳原子，在离表面1mm处每处每30个铁的晶胞个铁的晶胞中有一个碳原子。温度为中有一个碳原子。温度为1000时扩散系数时扩散系数是是310-11m2/s，且结构为面心立方，且结构为面心立方（a=0.365nm）。问每分钟因扩散通过单位晶）。问每分钟因扩散通过单位晶胞的碳原子数是多少？胞的碳原子数是多少？解：由已知可以计算出碳的浓度：解：由已知可以计算出碳的浓度：C2=1/30*(0.36510-9m)3=0.681027/m3 C1=1/20*(0.36510-9m)3=1.031027/m3 由由J=-D dC/dx =-(310-11m2/s)(0.68-1.03)(1027/m3)/(10-3m)=1.051019/m2s Ju C=(1.051019/m2s)(0.36510-9m)2 (60s/min)=84原子原子/min 答：答：每分钟因扩散通过单位晶胞的碳原子数是每分钟因扩散通过单位晶胞的碳原子数是84。2-49 计算计算550时铜在铝中的扩散系数时铜在铝中的扩散系数（D0=1.510-5m2/s，Q*=191KJ/mol-1）。）。解：解：D=D0 e-Q/RT =1.510-5 e-1911000/(8.314823)=1.1310-17(m2/s)答：答：550 时铜在铝中的扩散系数为时铜在铝中的扩散系数为1.1310-17(m2/s)英文英文 5.1 Calculate the fraction of atom sites that are vacant for lead at its melting temperature of 327.Assume an energy for vacancy formation of 0.55 eV/atom解：有题可知，解：有题可知，Qv=0.55 eV/atom答：答：327 时铅原子的空位分数为时铅原子的空位分数为2.411010-5-55.8 Below,atomic radius,crystal structure,electronegativity,and the most common valence are tabulated,for several elements;for those that are nonmetals,only atomic radii are indicated.n nWhich of these elements would you expect to form the following with copper:n n(a)A substitutional solid solution having complete solubility?n n(b)A substitutional solid solution of incomplete solubility?n n(c)An interstitial solid solution?t t（a）完完全全置置换换固固溶溶体体：Cu-Ni 半半径径差差15%，同同为为FCC，电电负负性性相近，电价相同相近，电价相同 t t（b）部部分分置置换换固固溶溶体体：Cu-Ag；Cu-Al；Cu-Co；Cu-Cr；Cu-Fe；Cu-Pd；Cu-Pt；Cu-Zn；虽虽半半径径差差15%，但但或或晶晶型型不不同同，或或电电负负性或电价相差较大。性或电价相差较大。t t（c）间间隙隙固固溶溶体体：Cu-C；Cu-H；Cu-O 后者半径小很多后者半径小很多5.10(a)Suppose that Li2O is added as an impurity to CaO.If the Li+substitutes for Ca2+,what kind of vacancies would you expect to form?How many of these vacancies are created for every Li+added?(b)Suppose that CaCl2 is added as an impurity to CaO.If the Cl-substitutes for O2-,what kind of vacancies would you expect to form?How many of the vacancies are created for every Cl-added?（a）在）在CaO中中Li+置换置换Ca2+产生氧空位。产生氧空位。一个一个Li+置换一个置换一个Ca2+，为保持电中性，为保持电中性，每两个每两个Li+置换后，减少的正电荷由形成置换后，减少的正电荷由形成一个氧空位减少的负电荷平衡。一个氧空位减少的负电荷平衡。（b）在）在CaO中中Cl-置换置换O2-产生钙空位。产生钙空位。一个一个Cl-置换一个置换一个O2-，为保持电中性，每两，为保持电中性，每两个个Cl-置换后，减少的负电荷由形成一个钙置换后，减少的负电荷由形成一个钙空位减少的正电荷平衡。空位减少的正电荷平衡。6.6 Compute the number of kilograms of hydrogen that pass per hour through a 5-mm thick sheet of palladium having an area of 0.20 m2 at 500.Assume a diffusion coefficient of 1.010-8 m2/s,that the concentrations at the high-and low-pressure sides of the plate are 2.4 and 0.6 kg of hydrogen per cubic meter of palladium,and that steady-state conditions have been attained.解：由已知解：由已知5mm厚的板的扩散通量厚的板的扩散通量 J=-DdC/dx =-(110-8m2/s)(0.6-2.4)(kg/m3)(510-3m)=3.610-6 kg/m2s 每小时通过的氢原子数每小时通过的氢原子数 M=J S t =(3.610-6 kg/m2s)(0.20 m2)(3600s/h)=2.59 10-3 kg/h答：答：500每小时通过该钯板（厚度：每小时通过该钯板（厚度：5mm,面面积：积：0.20 m2）的氢原子数目为）的氢原子数目为2.59 10-3 kg/h6.24 Carbon is allowed to diffuse through a steel plate 15mm thick.The concentrations of carbon at the two faces are 0.65 and 0.30 kgC/m3Fe,which are maintained constant.If the pre-exponential and activation energy are 6.210-7 m2/s and 80,000 J/mol,respectively,compute the temperature at which the diffusion flux is 1.4310-9kg/m2-s 解：解：J=-D dC/dx D D=-J -J (dC/dx)=-1.4310-9 kg/m2s (0.3-0.65)(kg/m3)/0.015 m =6.1310-11 m2/s 又：又：D=D0 exp(-Q/RT)即：即：6.1310-11=6.210-7 exp-80000/(8.314T)T=1044K=771答：满足该条件下扩散通量为1.4310-9kg/m2-s时的温度时的温度 为为771 结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！60