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  D =   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  D =   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  927 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  927 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

 

กลับหน้าสารบัญ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล

ครั้งที่

เซ็นสมุดเยี่ยม

โลหะวิทยา