แบบฝึกหัด
สารละลายของแข็งและสารแพร่ในของแข็ง
4.1 โลหะผสมประกอบด้วยนิกเกิลและทองแดงเท่ากับ 80 และ 20 เปอร์เซ็นต์ โดยน้ำหนัก ตามลำดับ จงคำนวณความหนาแน่นของโลหะผสมนี้
เฉลย 8.92 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร
4.2 จงคำนวณเปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักของ FeO ในสารละลายของแข็ง MgO
เฉลย 51 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก
4.3 จงคำนวณรัศมีของอะตอมที่ใหญ่ที่สุดที่แทรกในโครงสร้างผลึก fcc ของเหล็กได้โดยไม่แน่นเกินไป
เฉลย 0.053 นาโนเมตร
4.4 จงคำนวณรัศมีที่มากที่สุดของช่องที่มีอยู่ในโครงสร้าง bcc ของเหล็กเมื่อรัศมีอะตอมของเหล็กเท่ากัน 0.124 นาโนเมตร ตำแหน่งที่มีช่องอยู่คือ (1/4,1/2,0),(1/2,3/4,0), (3/4,1/2,0) และ (1/2,1/4,0) เป็นต้น
เฉลย 0.036 นาโนเมตร
4.5 สารละลายของแข็งของทองแดงกับอลูมิเนียม มีทองแดง 1026 อะตอมต่อลูกบาศก์เมตร ที่ x และ 1024 อะตอมต่อลูกบาศก์เมตรที่ y ระยะระหว่าง x และ y เท่ากับ 10 ไมโครเมตร จงคำนวณฟลักซ์ของอะตอมของทองแดงจาก x ไปยัง y ณ อุณหภูมิ 5000 เซสเซียส
เฉลย 4x1017 อะตอมต่อตารางเมตร.วินาที
4.6 เกรเดียนต์ความเข้มข้นของนิกเกิลในเหล็กควรเป็นเท่าใด เมื่อฟลักซ์ของนิกเกิลเท่ากับ 100 อะตอมต่อตารางมิลลิเมตร ณ อุณหภูมิ 10000 เซลเซียส
เฉลย -5x1023 ต่อลูกบาศก์เมตรต่อเมตร
4.7 สัมประสิทธิ์การแพร่ของอะตอมทองแดงในอลูมิเนียม ณ 4500 เซลเซียส เท่ากับเท่าใด เมื่อ D0 = 1.5x10-5 ตารางเมตรต่อวินาที Q = 126 กิโลจูลต่อโมล และ R = 8.314 จูลต่อโมล.เคลวิน
เฉลย 1.18x10-14 ตารางเมตรต่อวินาที
4.8 สัมประสิทธิ์การแพร่ของอะตอมสังกะสีในทองแดงที่อุณหภูมิ 400 เซลเซียส เท่ากับเท่าใด เมื่อ D0 = 3.4x10-5 ตารางเมตรต่อวินาที Q = 191 กิโลจูลต่อโมล และ R = 8.314 จูลต่อโมล.เคลวิน
เฉลย 5.27x10-20 ตารางเมตรต่อวินาที
4.9 สัมประสิทธิ์การแพร่ของนิกเกิลในโครงสร้าง fcc ของเหล็กคือ 1.0x10-13 ตารางเมตรต่อวินาที ที่อุณหภูมิ 13000 เซลเซียส และ 1.0x10-16 ที่อุณหภูมิ 10000 เซลเซียส จงคำนวณพลังงานที่ต้องใช้ ในการแพร่ของนิกเกิลในช่วงอุณหภูมินี้ (R = 8.134 จูลต่อโมล.เคลวิน)
เฉลย 383.4 กิโลจูลต่อโมล
4.10 เกียร์ที่ผ่านกระบวนการคาร์บิวไรซ์ที่ 9270 เซลเซียส จะใช้เวลาเท่าใดในการเพิ่มปริมาณคาร์บอนเป็น 0.25 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักที่ 0.40 มิลลิเมตรใต้พื้นผิวซึ่งมีคาร์บอน 1.00 เปอร์เซ็นต์โดยอะตอมเหล็กมีปริมาณเดิมของคาร์บอน 0.18 เปอร์เซ็นต์โดยอะตอม และสัมประสิทธิ์การแพร่ของคาร์บอนที่ 9270 เซลเซียสเท่ากับ 1.28x10-11 ตารางเมตรต่อวินาที
เฉลย 35.1 นาที
4.11 เกียร์ที่ผ่านกระบวนการคาร์บิวไรซ์ที่ 9270 เซลเซียส จะมีปริมาณคาร์บอนที่ระยะ 0.30 นิ้วใต้พื้นผิวเท่าใดหลังจากผ่านกระบวนการคาร์บิวไรซ์นาน 3 ชั่วโมง ให้ปริมาณคาร์บอนก่อนผ่านกระบวนการเท่ากับ 0.22 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก ปริมาณคาร์บอนที่พื้นผิวเท่ากับ 1.00 เปอร์เซ็นต์ โดยน้ำหนักและสัมประสิทธิ์การแพร่ของคาร์บอนที่ 927 เซลเซียสเท่ากับ 1.28x10-11 ตารางเมตรต่อวินาที
เฉลย 0.335 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก
4.12 ถ้าโบรอนแพร่เข้าไปในซิลิกอนแผ่นหนาแผ่นหนึ่ง ซึ่งเดิมไม่มีโบรอนอยู่เลยที่อุณหภูมิ 11000 เซลเซียสเป็นเวลา 5 ชั่วโมง ที่ความลึกเท่าใด ความเข้มข้นของโบรอนจึงจะเท่ากับ 1017 อะตอมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ถ้าที่พื้นผิวมีโบรอนอยู่ 1018 อะตอมต่อลูกบาศก์เซนติเมตรสัมประสิทธิ์การแพร่ของโบรอนในซิลิกอนที่ 11000 เซลเซียสเท่ากับ 4x10-13 ตารางเซนติเมตรต่อวินาที
เฉลย 1.98x10-4 เซนติเมตร
นำมาจาก ฟิสิกส์ของวัสดุ ของอาจารย์ ศุภสโรช หมื่นสิทธิ์ ต้องขอขอบคุณมากครับ
อ่านหนังสือ
ครั้งที่
โลหะวิทยา