中南大学材料科学基础课后习题答案
第一章 原子排列与晶体结构
1. [110]， (111)， ABCABC…， 0.74 ， 12 , 4 ， a r 42=； [111]， (110) , 0.68 , 8 ,
2 ， a r 43= ； ]0211[， (0001) ， ABAB ，
0.74 ， 12 ， 6 ， 2a
r =。
2. 0.01659nm 3 ， 4 ， 8 。
3. FCC ， BCC ，减少 ，降低 ，膨胀 ，收缩 。
4. 解答：见图1－1
5. 解答：设所决定的晶面为（hkl ），晶面指数与面上的直线[uvw]之间有hu+kv+lw=0，故有： h+k-l=0,2h-l=0。可以求得（hkl ）＝（112）。 6 解答：Pb 为fcc 结构，原子半径R 与点阵常数a 的关系为a r 42=，故可求得a ＝0.4949×10-6mm 。则（100）平面的面积S ＝a 2＝0.244926011×0-12mm 2，每个（100）面上的原子个数为2。
所以1 mm 2上的原子个数s n 1
=＝4.08×1012。
第二章 合金相结构
一、 填空
1） 提高，降低，变差，变大。
2） （1）晶体结构；（2）元素之间电负性差；
（3）电子浓度 ；（4）元素之间尺寸差别
3） 存在溶质原子偏聚 和短程有序 。
4）置换固溶体和间隙固溶体。
5）提高，降低，降低。
6）溶质原子溶入点阵原子溶入溶剂点阵间隙中形成的固溶体，非金属原子与金属原子半
径的比值大于0.59时形成的复杂结构的化
合物。
二、问答
1、解答：α-Fe 为bcc结构，致密度虽然较小，但是它的间隙数目多且分散，间隙半径很小，四面体间隙半径为0.291Ra，即R＝0.0361nm，八面体间隙半径为0.154Ra，即R＝0.0191nm。氢，氮，碳，硼由于与α-Fe的尺寸差别较大，在α-Fe中形成间隙固溶体，固溶度很小。α-Fe 的八面体间隙的[110]方向R=0.633 Ra，间隙元素溶入时只引起一个方向上的点阵畸变，故多数处于α-Fe的八面体间隙中心。B原子较大，有时以置换方式溶入α-Fe。
由于γ-Fe为fcc结构，间隙数目少，间隙半径大，四面体间隙半径为0.225 Ra，即R＝0.028nm，八面体间隙半径为0.414 Ra，即R＝0.0522nm。氢，氮，碳，硼在γ-Fe 中也是形成间隙固溶体，其固溶度大于在α-Fe中的固溶度，氢，氮，碳，硼处于γ-Fe的八面体间隙中心。2、简答：异类原子之间的结合力大于同类原子之间结合力；合金成分符合一定化学式；低于临界温度（有序化温度）。
第三章纯金属的凝固
1. 填空
1. 结构和能量。
2 表面，体积自由能 ,T L T r m m ?-=σ2，()223316T L T G m m k ??=?σπ。
3 晶核长大时固液界面的过冷度。
4 减少，越大，细小。
5. 快速冷却。
二、 问答
1 解答： 凝固的基本过程为形核和长大，形核需要能量和结构条件，形核和长大需要过冷度。细化晶粒的基本途径可以通过加大过冷度，加入形核剂，振动或搅拌。
2 解答： 根据金属结晶过程的形核和长大理论以及铸锭的散热过程，可以得出通常铸锭组织的特点为最外层为细小等轴晶，靠内为柱状晶，最内层为粗大等轴晶。
3 解答： 液态金属结晶时，均匀形核时临界晶核半径r K 与过冷度?T 关系为
T L T r m m ?-=σ2，临界形核功?G K 等于()223316T L T G m m k ??=?σπ。异质形核时固相质
点可作为晶核长大，其临界形核功较小，()k m m k G T L T G ?+-=??+-=?4cos cos 323164cos cos 3232233*θθσπθθ，θ为液
相与非均匀形核核心的润湿角。 形核率与过冷度的关系为： ]exp[）（kT
G kT G C N k A ?+?-=，
其中N 为形核率，C 为常数，ΔG A 、ΔG k 分别表示形核时原子扩散激活能和临界形核功。在通常工业凝固条件下形核率随过冷度增大而增大。 4 解答： 在金属凝固时，可以近似认为L M =?Hm,根据均匀形核时临界晶核半径r K 与过冷度?T 关系为T
L T r m m ?-=σ2，可以计算得到r ＝0.79
×10－7cm ＝0.79nm 。
5： 解答： 过冷是指金属结晶时实际结晶温度Tn 比理论结晶温度Tm 低的现象。过冷度ΔT 指Tm 与Tn 的差值。动态过冷度指晶核长大时的过冷度。金属形核和长大都需要过冷，过冷度增大通常使形核半径、形核功减少，形核过程容易，形核率增加，晶粒细化。
6 解答： 冷却速度极大影响金属凝固后的组织。冷却快一般过冷度大，使形核半径、形核功减少，形核过程容易，形核率增加，晶粒细化，冷却非常快时可以得到非晶，在一般工业条件下快速冷却可以得到亚稳相。
7、 解答： 纯金属凝固时
润湿角θ＝0°，形核功为0，固相粒子促进形核效果最好；
润湿角θ＝180°，异质形核功等于均匀形核功，固相粒子对形核无促进作用；
润湿角0°<θ<180°，形核功比均匀形核的形核功小，θ越小，固相粒子促进形核效果越好。
杂质颗粒的晶体结构与晶核相同或相近时，促进形核效果好，当两者结构不相同时，一般对促进形核效果差或不促进形核。
杂质粒子的表面成凹形时，促进形核效果好，成平面状时次之，凸形时最差。
第四章 二元合金相图与合金凝固
一、填空
1. 成分
2. 光滑界面 ,粗糙界面
3. 垂直长大机制，二维平面长大 , 依靠晶体缺陷长大
4 枝晶 ，均匀化退火
5 平直状 ， 树枝 。
6. _伪共晶_。
7 D
R e k k k δ--+）（000
1， 1 。
8. 共晶 ， 熔晶 ， 偏析 ，包析
9 0.0218% ， 4.3% ； P 和 Fe 3C ； FCC ， 间隙 ， 间隙固溶体 ， BCC ， 2.11% ； 0.77 ， 珠光体 和 渗碳体 ； 4.3% ； P+F ， P+Fe 3C ， Ld ， A+ Fe 3C ， P+Fe 3C +Fe 3C II ， 液相 ， A ， F ， 6.69 ， 硬、脆 ， P 。
2 问答
1 解答： 1）见图中标注。两相区由相邻的两个单相区所构成。水平线代表三相区，见3）中的恒温反应式。
2）稳定化合物为δ、ε，不稳定化合物为β、γ。
3）1455℃，L ＋δ－ε，包晶反应；
1387℃，L －ε＋Ni ，共晶反应；
1135℃，L ＋δ－γ，包晶反应；
855℃，L ＋γ－β，包晶反应；
640℃，L －Al ＋β，共晶反应；
4）Ni 30%(重量)的合金在平衡冷却时的相变过程：L －γ；855℃，L ＋γ－β，包晶反应；L －β；640℃，L －Al ＋β，共晶反应； 室温下相组成为Al ＋β，
%6.28%100423042%=?-=Al ,β=1-Al%=71.4%。
室温下组织组成为β+(Al ＋β)
共晶，，%4.71%10005.04205.030%=?--=β，(Al ＋β)共晶=1-β%=28.6%。
5）含Ni89%（重量）的Ni-Al 合金其平衡凝固时室温组织为Ni 和Ni 中析出的ε，非平衡凝固后会出现非平衡共晶组织，即为Ni 和少量的1387℃反应生成的L －（ε＋Ni ）共晶。
6）X 合金平衡凝固完毕时的组织α初晶占80%，则(α+β)共晶＝20％，设此合金中Ni 组元的含量是X ，%1000.05
X 05.0%80?-=,可以求得X ＝0.01%。 7）1500ε 时Al-Ni 合金系的自由能—成分曲线示意图如图。
2 解答： 1）α相晶体结构与Cu 的结构保持一致，为fcc 结构；
2）共晶反应前的平衡分配系数61.03
.999.600===L S C C k ；
3) Cu-13.47%Sn 合金在正常条件下凝固后，由于固相平均成分线相对于固相线下移，在合金凝固过程中剩余少量液相出现非平衡结晶，发生包晶反应而出现少量β相。这些少量β相可以通过均匀化退火消除。
4）Cu-70%Sn 合金平衡凝固过程为L －ε，L 92.4+ε38.2—η59.0，L —η，L 99.3—η60.9+（Sn ），η－η' 共晶反应刚完毕时相组成物为η+（Sn ），组织组成物为η+（η+Sn ）共晶。
相组成物的相对含量为：%3.23%1)Sn (%,7.76%1009.6010070100%=-==?--=ηη 和组织组成物的相对含量：
%,3.76%1009.603.99703.99%=?--=η（η+Sn ）共晶％＝1－η％＝23.7％。
5）合金在450℃时各相自由能---成分曲线示意图如图所示。
3 解答： 1）相区填写如图所示。相图中各等温反应如下：
935℃：L+β（Y ）—ε；780℃：L+ε—δ；776℃：β（Y ）—ε＋α（Y ）；
635℃：L+ε—γ； 557℃：L —（Mg ）＋γ。 Y=5%wt 时的合金K 在室温时的平衡组织为（Mg ）固溶体。
2）Mg 为hcp 结构，因为r ＝a/2，一个hcp 晶
胞中有6个原子，设
38=a c ，则致密度为74.023*******=???==c a a r V V cell atom
）（πρ 3）提高合金K 强度的可能方法有细化晶粒，加工硬化。
4）Y=10%wt 之合金可能的强化方法有细化晶粒，加工硬化和固溶时效。
4 解答： 相同点：均需要形核与长大，形核要满足一定热力学条件，形成一定临界晶核半径，即需要能量起伏和结构起伏。
不同点：固溶体合金形核除需要能量起伏和结构起伏外，还需要成分起伏，非平衡结晶时产生偏析，一般会产生成分过冷，凝固过程是在一个温度区间进行，而纯金属凝固在等温进行。 5 解答： 1）Fe 3C II 含量最多的合金、珠光体含量最多的合金、莱氏体含量最多的合金的合金成分分别为含碳量2.11%，0.77%，4.3%。
2）二元系中比较适合做变形合金和合金为单相固溶体，适合作为铸造合金的成分范围为含有较多共晶体的合金。故在含碳量小于2.11%的合金可以经过加热得到单相合金适合作为变形合金，含碳量大于4.3％的合金有共晶反应适合作为铸造合金。
3）提高压力加工合金的强度的方法主要有加工硬化，合金元素固溶产生的固溶强化，细化晶粒强化，热处理强化，第二相强化，弥散质点的弥
散强化。
4）平衡反应的成分及温度，反应式为
1495℃，L 0.53＋δ0.09－A 0.17，包晶反应； 1148℃，L 4.3－A2.11＋Fe 3C ，共晶反应； 727℃，A 0.77－F 0.0218+Fe 3C ，共析反应；
5）凝固过程：935℃：L —γ，γ—Fe3C Ⅱ，γ—F ＋Fe3C Ⅱ（P ）
室温下相组成为F ＋Fe3C Ⅱ，其中15.1%% F - 1% C Fe %,9.84%1000008
.063.6163.6%3===?--=F ；室温下组织组成为P ＋Fe3C Ⅱ，其中%1.9877.069.6169.6%=--=P ，
Fe3C Ⅱ％＝1－P ％＝1.9%。
6）亚稳转变后组织为P ＋Fe3C Ⅱ，淬火冷却后C 在Fe 中形成过饱和固溶体（马氏体相变）。
7) 三种钢在给定温度下的显微组织如表。 8）1200℃时各相的自由能---成分曲线示意图如图。
6： 解答： 1）Ⅱ合金的平衡冷却曲线和组织如图；室温下相组成物为α＋β，其中
％8.11%1005908090%=?--=α，β＝1－α％＝88.2%，组织
组成为β＋（α＋β）共晶，
%75%10050905080%=?--=β，（α＋β）共晶％＝1－β％＝25％；
2） Ⅰ合金在平衡凝固时室温组织为α＋βⅡ，
工业条件冷却时出现少量非平衡共晶组织，室温组织为α＋βⅡ＋少量（α＋β）共晶。
3） 可以根据相图估计，在共晶温度下尽可能高
的温度进行退火。
7： 解答： 1）金属固液界面的微观结构为粗糙界面，长大机制为垂直长大方式，在正温度梯度下固液界面保持平直，在负温度梯度下成长时固/液界面不稳定，结晶后容易长成树枝状晶。 8： 解答： 1）相区填充如图；
2）设X 合金中Bi 组元的含量是x ，依题意有
%1008
.41100100%80?--=x ，可以解得x ＝53.44，即Bi 组元
的含量是53.44％。
3）设Y 合金中Bi 组元的含量是y ，依题意有共晶含量%1001.56100100%50?--=y ，可以解得y ＝78.15，即Pb 组元的含量是21.85％。
4）Pb-30%Bi 合金平衡凝固过程为L —α，L ＋α—β，L —β，β—Bi ，室温下平衡组织为β＋Bi ，非平衡凝固下由于L ＋α—β包晶反应很难进行完全，故在β晶粒内部会保留部分α，室温下组织为β＋残留α＋Bi 。
第五章 三元合金相图 1 解答： 0.8%C 的Fe-C-Si 三元合金在平衡冷却时的相变过程为L —α，L ＋α—γ，L —γ，1100℃时的平衡组织为γ。
2 解答： 1）Cu-30%Zn-10%Al 合金的成分点见图中X 点。
2）Cu-20%Zn-8%Al 合金，位于α+γ两相区边界线上，由α＋γ两相组成。Cu-25Zn-6Al 合金
位于α＋‘β＋γ的三相区中，由α＋‘
β＋γ的三相区组成，可以从图中读出各相成分点：
α：Cu-22.6Zn-3.45Al, γ：Cu-18Zn-11.5Al, β：Cu-30Zn-4Al 故Cu-20Zn-8Al 合金中α％＝
45.35.118-.511-×100％＝43.50%
γ％＝1－α％＝56.5%
Cu －25Zn －6Al 合金中‘
β＝203020-25-×100％=50% α%=(1-‘β)×43.5%=21.75%,γ％=(1-‘β)×
56.5%=28.25%
3) Y 合金凝固过程：L －α，L －α＋β，β－α
3 解答： 1) P p ''：L+α－β
P E '1：L －β+γ
P E '2：L －α+γ
2) L+α－β+γ
3）O 合金凝固过程：L －α,L+α－β,L+α－β+γ,α,β,γ同析。
4 解答：e 1－1085℃：L →Fe 2C+γ；P 1－1335℃：L+α－γ；γ2－1380℃：L+Fe 3
W 2－α 1700℃ L ＋WC ＋W －η
1200℃ L ＋η－γ+WC
1085℃ L －γ＋Fe3C ＋WC
5 解答： 1) 2Cr13.不锈钢的淬火加热在γ相区，从图上估计为1050℃－1300℃；
2）2％C ，13％Cr 刚的平衡凝固过程为：L －γ,L
－γ+C 1；
γ→α＋C 3（P ）；α→C 3； 室温下组织为C 1+P 。
3) 1区的三相反应是：L+δ－γ
795℃的四相平衡的反应式：γ＋C 1－α+ C 3 6 解答：Ⅳ区合金凝固过程为：L －α,L －α＋β，α－β互析；
Ⅵ区合金凝固过程为：L －α,L －α＋β，L －α＋β+γ,随后α，β，γ同析；
四相反应式为：L －α＋β＋γ
7 解答：四相反应式为137.4℃时P 点：Lp+α1－β1＋δ1
99.5℃时E 点 L E －β2＋δ2
＋γ
三元系初晶面有δ、α、β、γ的四个初晶面；
2）三元合金中合金1的结晶过程为：L －γ，L －γ+δ+β；
合金2的结晶过程为：L －δ，L －δ+β，L －γ+δ+β；
合金3的结晶过程为：L －α，L －δ+α,L ＋α－β+δ；
合金4的结晶过程为:：L －α, L ＋α－β+δ。
3）由题意分析可知改合金成分位于γ(Bi)与E 点的连线上，设其Bi 含量为x, 故有50%=55
-100x 100-×100%，故Bi 含量为77.5%， 即Pb%+Sn%=22.5%。由于成分线过Bi 的顶点，故所求合金中2718%Pb%=Sn
可求得Pb%=9%，Sn=13.5%。
第六章空位与位错
一、名词解释
空位平衡浓度：金属晶体中，空位是热力学稳定的晶体缺陷，在一定的空位下对应一定的空位浓度，通常用金属晶体中空位总数与结点总数的比值来表示。
位错：晶体中的一种原子排列不规则的缺陷，它在某一个方向上的尺寸很大，另两个方向上尺寸很小。
柏氏回路：确定柏氏族矢量的过程中围绕位错线作的一个闭合回路，回路的每一步均移动一个原子间距，使起点与终点重合。
P-N力：周期点阵中移动单个位错时，克服位错移动阻力所需的临界切应力
扩展位错：两个不全位错之间夹有层错的位错组态
堆垛层错：密排晶体结构中整层密排面上原子发生滑移错排而形成的一种晶体缺陷。
弗兰克-瑞德位错源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。
Orowan机制：合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形，位错绕过粒子，在粒子周围留下一个位错环使材料得
到强化的机制。
科垂尔气团：围绕刃型位错形成的溶质原子聚集物，通常阻碍位错运动，产生固溶强化效果。
铃木气团：溶质原子在层错区偏聚，由于形成化学交互作用使金属强度升高。
面角位错：在fcc 晶体中形成于两个{111}面的夹角上，由三个不全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。
多边形化：连续弯曲的单晶体中由于在加热中通过位错的滑移和攀移运动，形成规律的位错壁，成为小角度倾斜晶界，单晶体因而变成多边形的过程。
二、 问答
1 解答：层错能高，难于形成层错和扩展位错，形成的扩展位错宽度窄，易于发生束集，容易发生交滑移，冷变形中线性硬化阶段短，甚至被掩盖，而抛物线硬化阶段开始早，热变形中主要发生动态恢复软化；层错能低则反之，易于形成层错和扩展位错，形成的扩展位错宽度较宽，难于发生束集和交滑移，冷变形中线性硬化阶段明显，热变形中主要发生动态再结晶软化。
2. 解答： 1）对于位错反应，需要同时满足能量条件和几何条件，反应才能进行。 在]101[2a →]112[6a ]+]121[6a 中，22222220112a a b =++=∑）（）（前，
2
22222321126a a b =?++=∑）（）（后，22后前b b ∑>∑，满足能量条件；同时
]101[2]112112[6]101[2a a b a b =-+-+-=∑==∑））（）（（后前，满足几何条件，故反应能进行。 扩展位错宽度πγ221）
（b b G d =，G 为切弹性模量，b1、
b2为不全位错柏氏矢量，γ为层错能。若反应前的]101[2a 是刃位错，则反应后的扩展位错只
能在原滑移面上进行滑移；若反应前的]101[2a 是
螺型位错，反应后形成的扩展位错可以进行束集，与其相交面如）（111面相交处束集，而后过渡到）（111面上进行运动，并有可能再次分解为扩展位错。
2）若（1，1，1）面上位错
]110[2a b =与）（111面上的位错]011[2a b =相遇，它们之间能满足能量条件和几何条件，可以发生位错反应，反应式为：
]110[2]011[2]110[2a a a =+。新位错位于（001）面上，是纯
刃型位错，由于不在其滑移面{111}面上，为不可动位错。
3）（111）与（111）两个滑移面上全位错分解为肖克莱不全位错的两个反应式为：
（111）晶面上：
]211[6]112[6]110[2a a a +-，）（111面上的位错]112[6]211[6]011[2a a a +-
4）如果两扩展位错运动分解后的两个领先不全
位错为[]1126a 和]121[6a ，两领先位错之间依据能量条件和几何条件要求，可以判断位错反应可以进行。新位错柏氏矢量为]110[6a ；新形成位错为在（001）面上刃型位错，牵制到其它两个不全位错和两个层错均不能运动，会引起冷加工中的加工硬化。
3 解答：1）将各参数带入公式中可以计算得到Es ＝0.73~0.92Gb 2；
2）Cu 中长度为1个柏氏矢量的螺型位错割阶的
能量约为（1.725~2.3）×10－11J/cm 2。
4 解答：平衡空位浓度）（kT E A C V -=exp ，A 为材料常
数，k ＝1.38×10－23 J/K ，Ev 为空位形成能。，即
温度越高，空位浓度越大。高温淬火后由于高浓度空位被保留至低温，对低温加热扩散有促进作用。
5 解答：平衡空位浓度）（kT
E A C V -=exp ，Al 的空位
形成能为0.76eV ＝0.76×（1.602×10－19 J ），k
＝1.38×10－23 J/K ，系数A=1。计算可得27ε
（300K ）时空位浓度C1＝1.7×10－13，627ε 时
空位浓度为C2＝5.54×10－5，故从27ε 升温到
627ε 时空位浓度增加81210258.3?=C C 倍。
6 解答：两平行同号刃型位错之间滑移面上的受力：
2222212）
（）（）（y x y x x b Gb F x +--'=νπ，G 为切弹性模量，b ，b '为两
刃型位错的柏氏矢量，ν为泊松比。
故位置1位错受斥力，位置2位错处于亚稳平衡，偏离该位置则远离或运动到与原点处位错垂直的地方。位置3处第二个位错处于与原点处位错垂直的上方，处于稳定态。
7、解答：位错是晶体中的缺陷，对材料有许多重要影响。
1） 对变形影响。通过位错运动完成塑性变形；
2） 对性能影响，与第二相粒子，通过切过或绕过机制强化材料，冷加工中位错密度增加也能强化材料，或通过形成科垂尔气团强化材料，以及位错运动中相互交截，或形成割阶、面角位错等使材料强化；
3） 对再结晶中的晶核形成机制有影响； 是优先扩散通道。
第七章 金属塑性变形 一 名词
固溶强化：固溶体中的溶质原子溶入基体金属后使合金变形抗力提高，应力－应变曲线升高，塑性下降的现象；
应变时效：具有屈服现象的金属材料在受到拉伸等变形发生屈服后，在室温停留或低温加热后重新拉伸又出现屈服效应的情况；
孪生：金属塑性变形的重要方式。晶体在切应力作用下一部分晶体沿着一定的晶面（孪晶面）和
一定的晶向（孪生方向）相对于另外一部分晶体作均匀的切变，使相邻两部分的晶体取向不同，以孪晶面为对称面形成镜像对称，孪晶面的两边的晶体部分称为孪晶。形成孪晶的过程称为孪生；
临界分切应力：金属晶体在变形中受到外力使某个滑移系启动发生滑移的最小分切应力；
变形织构：多晶体中位向不同的晶粒经过塑性变形后晶粒取向变成大体一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构称为变形织构，织构在变形中产生，称为变形织构。
二问答
1 简答：纯金属变形主要借助位错运动，通过滑移和孪生完成塑性变形，开动滑移系需要临界切应力，晶体中还会发生扭转；单相合金的基本变形过程与纯金属的基本过程是一样的，但会出现固溶强化，开动滑移系需要临界切应力较大，还有屈服和应变时效现象。
2 简答：滑移时原子移动的距离是滑移方向原子间距的整数倍，孪生时原子移动的距离不是孪生方向原子间距的整数倍；滑移时滑移面两边晶体的位向不变，而孪生时孪生面两边的晶体位向不同，以孪晶面形成镜像对称；滑移时需要的临界分切应力小，孪生开始需要的临界分切应力很大，孪生开始后继续切变时需要的切应力小，故孪生一般在滑移难于进行时发生。
3 简答：1）α的滑移系为{110}<111>，β相的常见滑移系为{111}<110>，η相的常见滑移系为（0001）<1120>。
2）它们单晶变形时应力-应变曲线示意图如图。典型的面心立方单晶体的加工硬化曲线可以分为三个阶段。当切应力达到晶体的临界分切应力时，其应力-应变曲线近似为直线，称为易滑移阶段，此时加工硬化率很小，滑移线细长，分布均匀；随后加工硬化率显著增加，称为线性硬化阶段，滑移系在几组相交的滑移系上发生，位错彼此交截，滑移线较短；第三阶段称为抛物线硬化阶段，加工硬化随应变增加而减少，出现许多碎断滑移带，滑移带端部出现交滑移痕迹。
多晶体加工硬化曲线一般不出现易滑移的第一阶段，而加工硬化率明显高于单晶体。
4 简答：冷加工纤维组织是纯金属和单相合金在冷塑性变形时和变形度很大的条件下，各晶粒伸长成纤维状；带状组织是复相合金在冷塑性变形和变形度大的条件下第二相被破碎或伸长，沿变形方向成带状分布而形成的；变形织构是金属和合金在在冷塑性变形时晶粒发生择优取向而形成的。
上述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构都使材料的性能具有方向性，即在各个方向上的性能不均，对使用性能有不良影响，但少数金属材料，如用作变压器的硅钢片，各向异性能更好满足使
第一章 8．计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例 (1)NaF (2)CaO (3)ZnS 解：1、查表得：X Na =0.93,X F =3.98 根据鲍林公式可得NaF 中离子键比例为：21 (0.93 3.98)4 [1]100%90.2%e ---?= 共价键比例为：1-90.2%=9.8% 2、同理，CaO 中离子键比例为：21 (1.00 3.44)4 [1]100%77.4%e ---?= 共价键比例为：1-77.4%=22.6% 3、ZnS 中离子键比例为：2 1/4(2.581.65)[1]100%19.44%ZnS e --=-?=中离子键含量 共价键比例为：1-19.44%=80.56% 10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义．说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。 答：结构转变的热力学条件决定转变是否可行，是结构转变的推动力，是转变的必要条件；动力学条件决定转变速度的大小，反映转变过程中阻力的大小。 稳态结构与亚稳态结构之间的关系：两种状态都是物质存在的状态，材料得到的结构是稳态或亚稳态，取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件)，阻力小时得到稳态结构，阻力很大时则得到亚稳态结构。稳态结构能量最低，热力学上最稳定，亚稳态结构能量高，热力学上不稳定，但向稳定结构转变速度慢，能保持相对稳定甚至长期存在。但在一定条件下，亚稳态结构向稳态结构转变。 第二章 1．回答下列问题： (1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： (001）与[210]，(111）与[112]，(110)与 [111],(132)与[123],(322)与[236］ (2)在立方晶系的一个晶胞中画出（111)和 （112)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 (3)在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于（101). (011)和（112)晶面上的[111]晶向。 解：1、 2．有一正交点阵的 a=b, c=a/2。某晶面在三个晶轴上的截距分别为 6个、2个和4个原子间距，求该晶面的密勒指数。 3．立方晶系的 ｛111}, 1110}, {123）晶面族各包括多少晶面？写出它们的密勒指数。 4．写出六方晶系的{1012}晶面族中所有晶面的密勒指数，在六方晶胞中画出[1120]、 [1101]晶向和(1012)晶面，并确定(1012)晶面与六方晶胞交线的晶向指数。 5．根据刚性球模型回答下列问题：
实验4 结构型设计模式实验 实验学时： 2 每组人数： 1 实验类型： 3 （1：基础性 2：综合性 3：设计性 4：研究性） 实验要求： 1 （1：必修 2：选修 3：其它） 实验类别： 3 （1：基础 2：专业基础 3：专业 4：其它） 一、实验目的 熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的结构型设计模式，包括适配器模式、组合模式和外观模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式。 二、实验内容 1. 现有一个接口DataOperation定义了排序方法sort(int[]) 和查找方法search(int[], int)，已知类QuickSort的quickSort(int[])方法实现了快速排序算法，类BinarySearch 的binarySearch(int[], int)方法实现了二分查找算法。试使用适配器模式设计一个系统，在不修改源代码的情况下将类QuickSort和类BinarySearch的方法适配到DataOperation接口中。绘制类图并编程实现。（要求实现快速排序和二分查找，使用对象适配器实现） 2. Windows Media Player和RealPlayer是两种常用的媒体播放器，它们的API结构和调用方法存在区别。现在你的应用程序需要支持这两种播放器API，而且在将来可能还需要支持新的媒体播放器，请问如何设计该应用程序绘制类图并编程模拟实现。 3. 使用组合模式设计一个杀毒软件(AntiVirus)的框架，该软件既可以对某个文件夹(Folder)杀毒，也可以对某个指定的文件(File)进行杀毒，文件种类包括文本文件TextFile、图片文件ImageFile、视频文件VideoFile。绘制类图并编程模拟实现。 4. 某教育机构组织结构如下图所示：
1、HTTP协议请求报文以及响应报文 2、JAVA Socket编程Socket以及ServerSocket 3、WEB服务器概念Tomcat服务器目录结构和基本配置server.xml文件 4、什么是Servlet? 怎样实现一个自定义Servlet? 5、Servlet基本配置 6、ServletAPI 包括HttpServlet、HttpServletRequest、HttpServletResponse、ServletConfig、 ServletContext 7、service方法以及doGet和doPost方法 8、servlet生命周期 9、怎样获取网页提交的参数? 10、会话HttpSession和Cookie 11、调用一个已定义好的Servlet有哪些方式 12、表单提交数据到Servlet 中文乱码处理 13、客户端页面向服务端servlet传递参数有哪些方式 14、JSP的运行原理以及基本语法 15、JSP隐式对象 16、JavaScript基本语法 17、JavaScript中的对象 18、JavaScript与AJAX 19、基于对象的Javascript以及继承的实现 客户端/服务器的优势在于： 服务器和客户端分摊任务，分别负责部分处理工作； 服务器可以同时为多台客户端服务； 多个客户端可以同时访问服务器上的相同数据。 IP 网络ID：网络ID标识了计算机或网络设备所在的网段； 主机ID：主机ID标识了特定的主机或网络设备 特殊IP地址: 0.0.0.0和127.0.0.1就是两个此类地址，第一个称为缺省路由，后一个是环回地址；127.0.0.1被保留用于用户主机的本地IP话务，它被分配给一个特殊接口，即起到闭合电路作用的环回接口 端口 端口使用一个16位的数字来表示，它的范围是0~65535，1024以下的端口号保留给预定义的服务，如：http使用80端口； https://www.doczj.com/doc/d01975348.html,包 https://www.doczj.com/doc/d01975348.html,包可以实现Java的网络功能，
第一章软件体系结构概述（5分） 一、软件体系结构的定义 ●国内普遍接受的定义：软件体系结构包括构件、连接件和约束，它是可预制和可重 构的软件框架结构。 ●软件体系结构= 构件+ 连接件+ 约束 二、软件体系结构的优势 ●容易理解 ●重用 ●控制成本 ●可分析性 第二章软件体系结构风格（10分） 一、软件体系结构风格定义 ●软件体系结构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。 An architectural style defines a family of systems in terms of a pattern of structural organization. ●体系结构风格定义了一个系统家族，即一个体系结构定义一个词汇表和一组约束。 词汇表中包含一些构件和连接件类型，而这组约束指出系统是如何将这些构件和连 接件组合起来的。 An architectural style defines a vocabulary of components and connector types, and a set of constraints on how they can be combined. 二、常见的体系结构风格 ●管道和过滤器
?每个构件都有一组输入和输出，构件读输入的数据流，经过内部处理，然后产生输出数据流。 ?过滤器风格的连接件就像是数据流传输的管道，将一个过滤器的输出传到另一个过滤器的输入。 ●数据抽象和面向对象组织 ?数据的表示方法和它们的相应操作被封装在一个抽象数据类型或对象中。 ?这种风格的构件是对象或者说是抽象数据类型的实例。 ?对象通过函数和过程的调用来进行交互。 ●基于事件的隐式调用 ?构件不直接调用一个过程，而是触发或广播一个或多个事件。 ?事件的触发者并不知道哪些构件会被这些事件影响。 ●分层系统 ?组织成一个层次结构。 ?每一层都为上一层提供了相应的服务，并且接受下一层提供的服务。 ●仓库系统 ?构件：中心数据结构（仓库）和一些独立构件的集合。 ?仓库和在系统中很重要的外部构件之间的相互作用。 ●过程控制环路 ?源自于控制理论中的模型框架，将事务处理看成输入、加工、输出、反馈、再输入的一个持续的过程模型。 ?通过持续性的加工处理过程将输入数据转换成既定属性的“产品”。 ●C2风格
●使用Hibernate框架进行ORM，可大幅度减少开发时手工使用SQL和JDBC的出错。优点：简单。缺 点：多了查询，慢（但实际对于一个JAVA EE应用而言，hibernate通常的处理流程是：从数据看里加载记录->将信息发送到表现层供用户修改或删除->将所做修改重新保存到数据库。在这种处理流程下，应用本身就需要两条SQL语句）。 ●iBats---半自动化ORM框架提供了基于JDBC之上的一层简单抽象，是一种基于SQL语句映射的 低级别ORM方案，使用原生态SQL作为查询语言。 ●OGNL是Object Graph Navigation Language，对象图导航语言。ONGL是一种强大的表达式语言，它通 过简单一致的表达式语法来读取和设置Java对象的属性，调用对象的方法，遍历整个对象的结构图，实现字段类型转换等功能。WEB容器是指一种安装在服务端计算机中的特定软件。此类软件遵循HTTP 协议，主要功能是负责侦听指定端口，接收客户端的请求并解析，然后将指定的响应页面发送到客户端。EL表达式EL是一种简单而强大的语言，提供了在JSP脚本元素范围外使用运行时表达式的功能。 Web Services应用程序组件，使用开放协议进行通信，独立的并可自我描述，可通过使用UDDI来发现，可以被其他应用程序使用，XML是其基础。 ●Mybatis一个持久数据映射框架，提供了基于JDBC之上的一层简单抽象，是一种基于SQL语句映射 的低级别ORM方案，使用原生态SQL作为查询语言，用来完成数据持久化MyBaits基本原理：在XML 文件中定义SQL语句，预留参数占位符；在运行时，占位符被指定的参数值取代，参数可能来自参数映射表、JavaBean属性、或者简单的参数对象。在执行SQL查询时，结果字段被映射到对象，映射的方式与参数映射一样。 ●ORM框架ORM, Object-Relational Mapping, 对象-关系数据库映射框架。在关系型数据库和业务实体对 象之间作一个映射，这样，我们在具体的操作业务对象的时候，就不需要再去和复杂的SQL语句打交道，只要像平时操作对象一样操作它就可以了。 ●拦截器(Interceptor)是Struts2的一个重要特性。Struts2的大多数核心功能都是通过拦截器来实现的， 如类型转换、对象组装、输入校验、文件上传等。Struts2将其大多数核心功能通过拦截器来实现，而不是分散在Action中实现，有利于系统的解耦，实现“hot-plug”。需要某个功能就“plug-in”一个拦截器，而不需要修改和业务相关的Action代码。编写一个用于安全验证的拦截器第一步：修改UserAction第二步：编写拦截器类AuthenticationInterceptor extends AbstractInterceptor第三步：配置拦截。 ●DI强制将组件的构建和使用分开。（组件的生产、组件的使用、接口的定义、运行时注入）。借 助spring框架，实现工厂的效果。如果类与类之间没有依赖（不能提取接口），则不用IOC（如果横向有依赖，即action与action之间有关系，说明没有设计好）功能太小，也不用IOC，spring是做大系统的。DI有两种最常用的方式：构造注入——保留依赖的先后顺序。Set注入——更多使用步骤：定义组件接口：墨盒接口ink；纸张接口paper；使用接口开发打印机：printer（使用ink和paper接口）组装打印机：在printer里。给ink和paper创建set方法创建或得到ink和paper的实现类。组装——在src下创建applicationContext.xml（依赖注入）。运行打印机 ●Spring框架的一项最基本的功能就是充当创建对象的工厂，具体步骤为：第一步：读取并 分析spring配置文件（如XML配置文件）；第二步：通过反射机制，创建并集成上述配置文件中的对象；第三步：将创建的对象传回给应用代码。
- 第二章 思考题与例题 1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因 2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。 3. 何谓理想晶体何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性何谓空间点阵、晶体结构及晶胞晶胞有哪些重要的特征参数 4. 比较三种典型晶体结构的特征。（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属何种晶体结构描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。）何谓配位数何谓致密度金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同 5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。何谓间隙固溶体它与间隙相、间隙化合物之间有何区别（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么 6. 已知Cu 的原子直径为A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3Cu 的原子数。 （ 7. 已知Al 相对原子质量Ar （Al ）=，原子半径γ=，求Al 晶体的密度。 8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是。当铁由 bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分比为多少 9. 何谓金属化合物常见金属化合物有几类影响它们形成和结构的主要因素是什么其性能如何 10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。 11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表示。（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。 12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。 13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。
中南大学软件体系结构设计模式实验二 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
实验3 设计模式实验二 实验学时： 4 每组人数： 1 实验类型： 3 （1：基础性 2：综合性 3：设计性 4：研究性） 实验要求： 1 （1：必修 2：选修 3：其它） 实验类别： 3 （1：基础 2：专业基础 3：专业 4：其它） 一、实验目的 熟练使用PowerDesigner和任意一种面向对象编程语言实现几种常见的行为型设计模式，包括职责链模式、命令模式、观察者模式和策略模式，理解每一种设计模式的模式动机，掌握模式结构，学习如何使用代码实现这些模式。 二、实验内容 1. 某企业的SCM(Supply Chain Management，供应链管理)系统中包含一个采购审批子系统。该企业的采购审批是分级进行的，即根据采购金额的不同由不同层次的主管人员来审批，主任可以审批5万元以下（不包括5万元）的采购单，副董事长可以审批5万元至10万元（不包括10万元）的采购单，董事长可以审批10万元至50万元（不包括50万元）的采购单，50万元及以上的采购单就需要开董事会讨论决定。如下图所示： 试使用职责链模式设计并模拟实现该系统。 2. 房间中的开关是命令模式的一个实例，现用命令模式来模拟开关的功能，可控制对象包括电灯和电风扇，绘制相应的类图并编程模拟实现。 3. 某软件公司欲开发一个基于Windows平台的公告板系统。系统提供一个主菜单(Menu)，在主菜单中包含了一些菜单项(MenuItem)，可以通过Menu类的addMenuItem()方法增加菜单项。菜单项的主要方法是click()，每一个菜单项包含一个抽象命令类，具体命令类包括OpenCommand(打开命令)，CreateCommand(新建命令)，EditCommand(编辑命令)等，命令类具有一个execute()方法，用于调用公告板系统界面类(BoardScreen)的open()、create()、edit()等方法。现使用命令模式设计该系统，使得MenuItem类与BoardScreen类的耦合度降低，绘制类图并编程实现。 4. 某实时在线股票软件需要提供如下功能：当股票购买者所购买的某支股票价格变化幅度达到5%时，系统将自动发送通知（包括新价格）给购买该股票的所有股民。试使用观察者模式设计并实现该系统，要求绘制相应的类图并编程模拟实现。 5. 某公司欲开发一套机房监控系统，如果机房达到某一指定温度，温度传感器(Thermosensor)将自动传递信号给各种响应设备，例如警示灯(CautionLight)将闪烁(flicker())、报警器(Annunciator)将发出警报(alarm())、安全逃生门(SecurityDoor)将自动开启(open())、隔热门(InsulatedDoor)将自动关闭(close())
第六章空位与位错 一、名词解释 空位平衡浓度：金属晶体中，空位是热力学稳定的晶体缺陷，在一定的空位下对应一定的空位浓度，通常用金属晶体中空位总数与结点总数的比值来表示。 位错：晶体中的一种原子排列不规则的缺陷，它在某一个方向上的尺寸很大，另两个方向上尺寸很小。 柏氏回路：确定柏氏族矢量的过程中围绕位错线作的一个闭合回路，回路的每一步均移动一个原子间距，使起点与终点重合。 P-N力：周期点阵中移动单个位错时，克服位错移动阻力所需的临界切应力 扩展位错：两个不全位错之间夹有层错的位错组态 堆垛层错：密排晶体结构中整层密排面上原子发生滑移错排而形成的一种晶体缺陷。 弗兰克-瑞德位错源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。 Orowan机制：合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形，位错绕过粒子，在粒子周围留下一个位错环使材料得到强化的机制。 科垂尔气团：围绕刃型位错形成的溶质原子聚集物，通常阻碍位错运动，产生固溶强化效果。 铃木气团：溶质原子在层错区偏聚，由于形成化学交互作用使金属强度升高。 面角位错：在fcc晶体中形成于两个{111}面的夹角上，由三个不全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。 多边形化：连续弯曲的单晶体中由于在加热中通过位错的滑移和攀移运动，形成规律的位错壁，成为小角度倾斜晶界，单晶体因而变成多边形的过程。 第七章金属塑性变形 一名词 固溶强化：固溶体中的溶质原子溶入基体金属后使合金变形抗力提高，应力－应变曲线升高，塑性下降的现象； 应变时效：具有屈服现象的金属材料在受到拉伸等变形发生屈服后，在室温停留或低温加热后重新拉伸又出现屈服效应的情况； 孪生：金属塑性变形的重要方式。晶体在切应力作用下一部分晶体沿着一定的晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另外一部分晶体作均匀的切变，使相邻两部分的晶体取向不同，以孪晶面为对称面形成镜像对称，孪晶面的两边的晶体部分称为孪晶。形成孪晶的过程称为孪生；
《UML实验》参考答案 1. 某酒店订房系统描述如下： (1) 顾客可以选择在线预订，也可以直接去酒店通过前台服务员预订； (2) 前台服务员可以利用系统直接在前台预订房间； (3) 不管采用哪种预订方式，都需要在预订时支付相应订金； (4) 前台预订可以通过现金或信用卡的形式进行订金支付，但是网上预订只能通过信用卡进行支付； (5) 利用信用卡进行支付时需要和信用卡系统进行通信； (6) 客房部经理可以随时查看客房预订情况和每日收款情况。 绘制该酒店订房系统的用例图。 参考答案： 顾客 在线预订房间 前台预订房间通过现金支付订金 通过信用卡支付订金 查看客房预订情况 查看每日收款情况 2. 根据以下场景绘制用例图： 某企业为了方便员工用餐，为企业餐厅开发了一个订餐系统（COS：Cafeteria Ordering System），企业员工可通过企业联网使用该系统。该系统功能描述如下： (1) 企业的任何员工都可以查看菜单和今日特价； (2) 系统的顾客是注册到系统的员工，可以在线订餐（以下操作均需先登录）、注册工资支付、修改订餐信息和删除订餐信息，在注册工资支付时需要通过工资系统进行身份验证； (3) 餐厅员工是特殊的顾客，可以进行备餐（系统记录备餐信息）、生成付费请求和请求送餐，其中对于注册使用工资支付的顾客生成付费请求并发送给工资系统；
(4) 菜单管理员是餐厅员工的一种，可以管理菜单； (5) 送餐员也是餐厅员工的一种，可以打印送餐说明、记录送餐信息（如送餐时间）以及记录收费（对于没有注册工资支付的顾客，由送餐员收取现金后记录）。 参考答案： <
第2章习题 2-1 a ）试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△ G K 与其临界晶核体积 V K 之间的关系式为 2 G V ； b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时，其△ 所以 所以 2-2如果临界晶核是边长为 a 的正方体，试求出其厶G K 与a 的关系。为什么形成立方体晶核 的厶G K 比球形晶核要大？ 解：形核时的吉布斯自由能变化为 a ）证明因为临界晶核半径 r K 临界晶核形成功 G K 16 故临界晶核的体积 V K 4 r ； G V )2 2 G K G V b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时, 非 r K 2 SL G V 临界晶核形成功 3 3( G ；7(2 3cos 3 cos 故临界晶核的体积 V K 3（r 非）3（2 3 3cos 3 cos V K G V 1 ( 3 卸2 3 3cos cos )G V 3 3(書 (2 3cos cos 3 ) G K % G K 与V K 之间的关系如何? G K
G V G v A a3G v 6a2 3 得临界晶核边长a K G V
临界形核功 将两式相比较 可见形成球形晶核得临界形核功仅为形成立方形晶核的 1/2。 2-3为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否 会出现过热？为什么？ 答：金属结晶时要有过冷度是相变热力学条件所需求的， 只有△ T>0时，才能造成固相的自 由能低于液相的自由能的条件，液固相间的自由能差便是结晶的驱动力。 金属结晶需在一定的过冷度下进行，是因为结晶时表面能增加造成阻力。固态金属熔 化时是否会出现过热现象，需要看熔化时表面能的变化。如果熔化前后表面能是降低的， 则 不需要过热；反之，则可能出现过热。 如果熔化时，液相与气相接触，当有少量液体金属在固体表面形成时，就会很快覆盖 在整个固体表面(因为液态金属总是润湿其同种固体金属 )。熔化时表面自由能的变化为： G 表面 G 终态 G 始态 A( GL SL SG ) 式中G 始态表示金属熔化前的表面自由能； G 终态表示当在少量液体金属在固体金属表面形成 时的表面自由能；A 表示液态金属润湿固态金属表面的面积；b GL 、CSL 、CSG 分别表示气液相 比表面能、固液相比表面能、固气相比表面能。因为液态金属总是润湿其同种固体金属，根 据润湿时表面张力之间的关系式可写出：b SG 》6GL + (SL 。这说明在熔化时，表面自由能的变 化厶G 表w o ,即不存在表面能障碍，也就不必过热。实际金属多属于这种情况。如果固体 16 3 3( G v )2 1 32 3 6 2 (G v )2 b K t K 4 G V )3 G V 6( 4 G v )2 64 3 96 3 32 r K 2 ~G ?， 球形核胚的临界形核功 (G v )2 (G v )2 (G v )2 G b K 2 G v )3 16 3( G v )2
需求工程 所有与需求直接相关的活动通称为需求工程。包括需求开发和需求管理。需求开发包括需求的调查，分析和定义，需求管理包括需求的确认、跟踪以及变更控制 C/S体系结构定义了工作站如何与服务器相连，以实现数据和应用分布到多个处理机上。 C/S体系结构有三个主要组成部分：数据库服务器、客户应用程序和网络 c/s优点：1、具有强大的数据操作和事务处理能力，模型思想简单，易于人们理解和接受 2、对于硬件和软件的变化有极大的适应性和灵活性，而且易于对系统进行扩充和缩小。 3、将大的应用处理任务分布到许多通过网络连接的低成本计算机上，节约大量费用缺点 缺点： 开发成本较高 客户端程序设计复杂 信息内容和形式单一 用户界面风格不一，使用繁杂，不利于推广使用 软件移植困难 软件维护和升级困难 新技术不能轻易应用 b/s优点：1、实现了零客户端，易于服务升级2、提供了异种机、异种网、异种应用服务器的联机、联网、统一服务的最现实的开放性基础。b/s缺点： B/S体系结构缺乏对动态页面的支持能力，没有集成有效的数 据库处理功能。 系统扩展能力差，安全性难以控制。 在数据查询等响应速度上，远远低于C/S体系结构。 数据的动态交互性不强，不利于在线事务处理(OLTP)应用。适配器模式(Adapter Pattern) ：将一个接口转换成客户希望的另一个接口，适配器模式使接口不兼容的那些类可以一起工作 优点： 1、将目标类和适配者类解耦 2、增加了类的透明性和复用性 3、灵活性和扩展性都非常好
4、类适配器：可以在适配器类中置换一些适配者的方法，使得适配器的灵活性更强。 5、对象适配器：同一个适配器可以把适配者类和它的子类都适配到目标接口。 缺点： 类适配器：不支持多继承的语言，一次最多只能适配一个适配者类，而且目标抽象类只能为抽象类，不能为具体类，其使用有一定的局限性 对象适配器：要想置换适配者类的方法就不容易 适用： 系统需要使用现有的类，而这些类的接口不符合系统的需要。 想要建立一个可以重复使用的类，用于与一些彼此之间没有太大关联的一些类一起工作 桥接模式(Bridge Pattern)：将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化 优点： ? 分离抽象接口及其实现部分。 ? 桥接模式有时类似于多继承方案，但是多继承方案违背了类的单 一职责原则（即一个类只有一个变化的原因），复用性比较差， 而且多继承结构中类的个数非常庞大，桥接模式是比多继承方案 更好的解决方法。 ? 桥接模式提高了系统的可扩充性，在两个变化维度中任意扩展一 个维度，都不需要修改原有系统。 ? 实现细节对客户透明，可以对用户隐藏实现细节。 缺点： 1、增加系统的理解与设计难度，由于聚合关联关系建立在抽象层，要求开发者针对抽象进行设计与编程。 2、要求正确识别出系统中两个独立变化的维度，因此其使用范围具有一定的局限性 适用： 一个类存在两个独立变化的维度，且这两个维度都需要进行扩展 不希望使用继承或因为多层次继承导致系统类的个数急剧增加的系统 一个系统需要在构件的抽象化角色和具体化角色之间增加更多的灵活性，避免在两个层次之间建立静态的继承联系 装饰模式(Decorator Pattern) ：动态地给一个对象增加一些额外的职责(Responsibility)
中南大学软件学院实验报告 课程名称Java面向对象程序设计SSD3 实验项目名称实验2《一维数组》 学生姓名专业班级学号 实验成绩日期 实验学时： 2 每组人数： 1 实验类型： 1 （1：基础性2：综合性3：设计性4：研究性）实验要求： 1 （1：必修2：选修3：其它） 实验类别： 2 （1：基础2：专业基础3：专业4：其它） 一、实验目的 学习一维数组的用法。 二、实验内容 1. （P182, 6.3）编写程序，读取1-100之间的整数，然后计算每个数出现的次数。假 package java_shiyan_two; import java.util.Scanner; public class Jscs_6_3 { public static void main(String[] args) { // TODO Auto-generated method stub System.out.print("Enter the integers between 1 and 100 :");
int list[]=new int[88]; Scanner input=new Scanner(System.in); for (int i=0;i<=list.length;i++){ list[i]=input.nextInt(); if(list[i]==0){ break; } if (list[i]<1||list[i]>100){ System.out.print("WRONG"); continue; } } int[] list1=insertionSort (list); cout(list1); } /* * 数组排序 */ public static int[] insertionSort (int[] list){ int[] result=new int [list.length]; for (int i=0 ;i 《材料科学基础》课后习题答案 第一章材料结构的基本知识 4. 简述一次键和二次键区别 答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层，从而使原子间相互结合起来。二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。二次键是一种在原子和分子之间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。 6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？ 答：材料的密度与结合键类型有关。一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属元素有较高的相对原子质量；（2）金属键的结合方式没有方向性，因此金属原子总是趋于密集排列。相反，对于离子键或共价键结合的材料，原子排列不可能很致密。共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制；离子键结合时，则要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。 9. 什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。 答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。两相组织是指具有两相的组织。单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。晶粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化晶粒可以明显地提高材料的强度，改善材料的塑性和韧性。单相组织中，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱状晶。等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。如果弥散相的硬度明显高于基体相，则将显著提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。 10. 说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构和亚稳态结构之间的关系。 答：同一种材料在不同条件下可以得到不同的结构，其中能量最低的结构称为稳态结构或平衡太结构，而能量相对较高的结构则称为亚稳态结构。所谓的热力学条件是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进行，或者说结构转变必须存在一个推动力，过程才能自发进行。热力学条件只预言了过程的可能性，至于过程是否真正实现，还需要考虑动力学条件，即反应速度。动力学条件的实质是考虑阻力。材料最终得到什么结构取决于何者起支配作用。如果热力学推动力起支配作用，则阻力并不大，材料最终得到稳态结构。从原则上讲，亚稳态结构有可能向稳态结构转变，以达到能量的最低状态，但这一转变必须在原子有足够活动能力的前提下才能够实现，而常温下的这种转变很难进行，因此亚稳态结构仍可以保持相对稳定。 第二章材料中的晶体结构 1. 回答下列问题： （1）在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： 32）与[236] （001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（132）与[123]，（2 （2）在立方晶系的一个晶胞中画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 解：（1） 中南大学软件工程基础实验报告 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 软件工程基础实验报告 软件工程基础实验报告 指导老师：王春生 姓名： 学号： 专业班级： 完成日期： 2015.6.11 学院：信息科学与工程 目录 实验一熟悉Visio的工作环境-------------------------------------------3 实验二运用Visio建模工具进行功能分析和建模-----------------8实验三完成用例图、uml类图、数据流图（DFD）------------13 实验一熟悉Visio的工作环境 一、实验目的 1.了解visio 工具软件的功能特色、工作环境和基本操作等各方面知识 2.掌握应用Visio工具绘制软件开发图形的基本操作，了解系统开发模板和建模 方法 二、实验内容 1、了解Visio的工作环境 2、了解Visio软件的菜单、工具、绘图等操作 3、按照实验步骤绘制图形，完成用例图、ER图、数据流图 4、了解类图和状态图在visio下的基本绘图操作 5、(选做)绘制状态图* 三、实验步骤 1.绘制用例图 用例图是指由参与者（Actor）、用例（Use Case）以及它们之间的关系构成的用于描述系统功能的动态视图。用例图（User Case）是被称为参与者的外部用户所能观察到的系统功能的模型图，呈现了一些参与者和一些用例，以及它们之间的关系，主要用于对系统、子系统或类的功能行为进行建模。 2.绘制ER图（实体关系图） E-R方法是“实体-联系方法”（Entity-Relationship Approach）的简称。它是描述现实世界概念结构模型的有效方法。是表示概念模型的一种方式，用矩形表示实体型，矩形框内写明实体名；用椭圆表示实体的属性，并用无向边将其与相应的实体型连接起来；用菱形表示实体型之间的联系，在菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体型连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1,1:n 或m:n）。 由于Visio 默认的绘图模板并没有E-R图这一项，但是画E-R图必须的基本图形Visio还是有的，所以我们就得先把必要的图形添加到“我的模板”。以添加椭圆和矩形为例，打开Visio，在主界面的选择绘图类型下选择“框图”，然后选择“基本框图”。 完成下面ER图： 位错 一、解释以下基本概念 肖脱基空位：晶体中某结点上的原子空缺了，则称为空位。脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位称为肖脱基空位 弗兰克耳空位：晶体中的原子挤入结点的空隙形成间隙原子，原来的结点位置空缺产生一个空位，一对点缺陷（空位和间隙原子）称为弗兰克耳（Frenkel ）缺陷。 刃型位错：晶体内有一原子平面中断于晶体内部，这个原子平面中断处的边沿及其周围区域是一个刃型位错。 螺型位错：沿某一晶面切一刀缝，贯穿于晶体右侧至BC 处，在晶体的右侧上部施加一切应力τ，使右端上下两部分晶体相对滑移一个原子间距，BC 线左边晶体未发生滑移，出现已滑移区与未滑移区的边界BC 。从俯视角度看，在滑移区上下两层原子发生了错动，晶体点阵畸变最严重的区域内的两层原子平面变成螺旋面，畸变区的尺寸与长度相比小得多，在畸变区范围内称为螺型位错 混合位错：位错线与滑移矢量两者方向夹角呈任意角度，位错线上任一点的滑移矢量相同。 柏氏矢量：位错是线性的点阵畸变，表征位错线的性质、位错强度、滑移矢量、表示位错区院子的畸变特征，包括畸变位置和畸变程度的矢量就称为柏氏矢量。 位错密度：单位体积内位错线的总长度ρυ=L/υ；单位面积位错露头数ρs =N/s 位错的滑移：切应力作用下，位错线沿着位错线与柏氏矢量确定的唯一平面滑移,位错线移动至晶体表面时位错消失，形成一个原子间距的滑移台阶，大小相当于一个柏氏矢量的值. 位错的攀移:刃型位错垂直于滑移面方向的运动,攀移的本质是刃型位错的半原子面向上或向下运动，于是位错线亦向上或向下运动。 弗兰克—瑞德源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。 派—纳力：周期点阵中移动单个位错时，克服位错移动阻力所需的临界切应力 单位位错：b 等于单位点阵矢量的称为“单位位错”。 不全位错：柏氏矢量不是从一个原子到另一个原子位置，而是从原子位置到结点之间的某一位置，这类位错称为不全位错。 堆垛层错:密排晶体结构中整层密排面上原子发生滑移错排而形成的一种晶体缺陷。 位错反应：位错具有很高的能量，因此它是不稳定的，在实际晶体中，组态不稳定的位错可以转化成为组态稳定的位错，这种位错之间的相互转化称为位错反应。 扩展位错:如果层错两端都终止在晶体内部，即一个层错的两端与两个不全位错相连接。像这样两个不全位错之间夹有一个层错的位错组态称为“扩展位错” 二、纯铁的空位形成能为105kJ/mol. 将纯铁加热到850℃后激冷至室温(20℃)，假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。 解答 利用空位浓度公式计算 850 ℃ (1123K) ：C v1＝？？，后激冷至室温可以认为全部空位保留下来 20℃(293K) ：C v2＝？？， C v1 /C v2=??? 三、计算银晶体接近熔点时多少个结点上会出现一个空位（已知：银的熔点为960℃，银的空位形成能为1.10eV ，1ev ＝）?若已知Ag 的原子直径为0.289nm ，问空位在晶体中的平均间距。1eV ＝1.602*10-19J )exp(RT Q A C v ?= 第二章答案 2-1略。 2-2（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求该晶面的晶面指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的晶面指数。 答：（1）h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为（321）； （2）h:k:l=3:2:1，∴该晶面的晶面指数为（321）。 2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：（001）与[]，（111）与[]，（）与[111]，（）与[236]，（257）与[]，（123）与[]，（102），（），（），[110]，[]，[] 答： 2-4定性描述晶体结构的参量有哪些？定量描述晶体结构的参量又有哪些？ 答：定性：对称轴、对称中心、晶系、点阵。定量：晶胞参数。 2-5依据结合力的本质不同，晶体中的键合作用分为哪几类？其特点是什么？ 答：晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。 离子键的特点是没有方向性和饱和性，结合力很大。共价键的特点是具有方向性和饱和性，结合力也很大。金属键是没有方向性和饱和性的的共价键，结合力是离子间的静电库仑力。范德华键是通过分子力而产生的键合，分子力很弱。氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键，具有饱和性。 2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？ 答：等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种，一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。 2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？ 答：n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。 不等径球体进行紧密堆积时，可以看成由大球按等径球体紧密堆积后，小球按其大小分别填充到其空隙中，稍大的小球填充八面体空隙，稍小的小球填充四面体空隙，形成不等径球体紧密堆积。 2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。 答：面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为：（000）、（001）（100）（101）（110）（010）（011）（111）（0）（0）（0）（1）（1）（1）。 中南大学软件学院 计算机网络 实验报告 实验：实验一 姓名： 班级： 学号： 一、实验名称：socket编程 二、实验目的 本次实验的目的是通过利用Socket编写简单的客户/服务器程序，了解TCP/IP网络的基本通信原理和编程方法，初步掌握TCP/IP网络的传输层上的编程接口（Windows Sockets API），学会利用这些接口来编写简单的网络通信软件。 三、实验要求 利用socket编写简单的客户/服务器程序，比如聊天室、文件传输等。 利用Socket编写简单的客户/服务器程序，关键的问题一是客户端与服务器端如何通信；二是当有多个客户端同时连接到服务器端时，服务器端如何识别每个客户端，并对请求给出相应的回复。同时还要保证一个客户端断开连接时不影响其它客户端与服务器端的通信。这里以实现聊天室程序为例分析实验的关键问题。 1.实现思想 在Internet上的聊天室程序一般都是以服务器提供服务端连接响应，使用者通过客户端程序登录到服务器，就可以与登录在同一服务器上的用户交谈，这是一个面向连接的通信过程。因此，程序要在TCP/IP环境下，实现服务器端和客户端两部分程序。 2服务器端工作流程 服务器端通过socket()系统调用创建一个Socket数组后(即设定了接受连接客户的最大数目)，与指定的本地端口绑定bind()，就可以在端口进行侦听listen()。如果有客户端连接请求，则在数组中选择一个空Socket，将客户端地址赋给这个Socket。然后登录成功的客户就可以在服务器上聊天了。 3客户端工作流程 客户端程序相对简单，只需要建立一个Socket与服务器端连接，成功后通过这个Socket来发送和接收数据就可以了。 四、核心代码 客户端SOCKET封装函数 bool CCSUMarketApp::OpenSocket(SOCKET m_hSocket,CString str,char buff[],int n)材料科学基础课后习题答案
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