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材料科学基础第一至第五章习题及答案（共20页）
第一章 习题及答案
1、利用原子间键合的理论来解释金属材料的良好的导电性和导热性、正的电阻温度系数、和具有金属光泽。
答：原子能够相互结合成分子或晶体，说明原子间存在着某种强烈的相互作用，金属原子间的结合键称为金属键。金属键的基本特点是“电子共有化”。当金属原子结合成晶体时，每个原子的价电子不再被束缚在各个原子上，而是形成“自由电子”，在整个晶体内运动，所有的自由电子即形成所谓的“电子云”，失去了价电子的金属正离子与组成电子云的自由电子之间产生的静电引力，使金属原子结合在一起形成了金属晶体。这就是金属键的本质。由金属键的本质，可以解释固态金属的许多特性。例如，金属在很小的外电场作用下，自由电子即可沿着电场方向流动．形成电流，所以金属具有良好的导电性，金属正离子的振动与自由电子的运动都可以传递热能，故金属也具有良好的导热性；随着温度的升高，金属正离子振动的振幅增大，阻碍自由电子通过．使电阻升高，故金属具有正的电阻温度系数；自由电子很容易吸收可见光的能量，使金属具有不透明性，而吸收了能量从被激发态回到基态时所产生的辐射，使金属具有光泽；在固态金属中，电子云好像是一种流动的万能胶，把所有的正离子都结合在一起，所以金属键并不挑选结合对象．也无方向性。当一块金属的两部分发生相对位移时，金属正离子始终“浸泡”在电子云中，因而仍保持着金属键结合。这样金属便能经受较大的变形而不断裂，显示出良好的塑性。
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