Kukdong University Materials Science & Engineering Dept. of Semiconductor Equipment Engineering
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Copyright by DH Lee
Selected Problems - Materials Science & Engineering
Ch. 5 Imperfections in Solids
5.1
Calculate the fraction of atom sites that are vacant for lead at its melting temperature of 327°C (600 K).
Assume an energy for vacancy formation of 0.55 eV/atom.
납의 Vacancy 를 형성하는데 필요한 Energy 가 0.55 eV/atom 일 때 납의 융점 327°C(600 K)에서
Vacancy가 전체 격자자리에서 차지하는 비율을 구하라.
5.2
Calculate the number of vacancies per cubic meter in iron at 850C. The energy for vacancy formation is 1.08 eV/atom. Furthermore, the density and atomic weight for Fe are 7.65 g/cm3 and 55.85 g/mol, respectively.
철의 공공 형성Energy는 1.08 eV/atom이고 밀도와 원자 질량은 각각 7.65 g/cm3, 55.85 g/mol이다.
850°C 에서 철의 m3 당 Vacancy의 수를 계산하라.
5.3
Calculate the activation energy for vacancy formation in aluminum, given that the equilibrium number of vacancies at 500C (773 K) is 7.57 1023 m-3. The atomic weight and density (at 500C) for aluminum are, respectively, 26.98 g/mol and 2.62 g/cm3.
Aluminum 의 원자 질량은 26.98 g/mol 이고 밀도는 2.62 g/cm3이다. 500C (773 K)의 Al 의 평형 상태에서 공공의 수가 7.57 1023 m-3 일 때 Al공공 형성의 활성화 Energy를 구하라.
5.4
Would you expect Frenkel defects for anions to exist in ionic ceramics in relatively large concentrations? Why or why not?
Ion 결합을 하고 있는 요업재료에서 음 Ion Frenkel 결함의 농도가 높을 것인지 아닌지를 판단하고 이유를 설명해 보라.
5.6
Calculate the number of Frenkel defects per cubic meter in zinc oxide at 1000°C. The energy for defect formation is 2.51 eV, whereas the density for ZnO is 5.55 g/cm3 at 1000°C.
1000°C 의 산화아연에서 1 m3 당 존재하는 Frenkel 결함의 수를 계산하라. 산화아연의 결함 생성
Energy는 2.51 eV 이고, 1000°C에서의 밀도는 5.55 g/cm3 이다.
5.9
If cupric oxide (CuO) is exposed to reducing atmospheres at elevated temperatures, some of the Cu2+ ions will become Cu+.
(a) Under these conditions, name one crystalline defect that you would expect to form in order to maintain charge neutrality.
(b) How many Cu+ ions are required for the creation of each defect?
(c) How would you express the chemical formula for this nonstoichiometric material?
CuO(산화구리)가 가열되어 환원 분위기에 있을 때 일부 Cu2+ ion들은 Cu+ Ion이 된다.
(a) 이러한 조건에서 전기적 중성을 유지하는 가운데 형성될 수 있는 결정 구조 결함은 무엇인지 예측하여 보라.
(b) (a)에서 예측한 결함을 형성하기 위해서 몇 개의Cu+ Ion이 필요한가?
(c) 이러한 비화학정량적인 물질의 화학식을 적어 보라.
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Copyright by DH Lee
Selected Problems - Materials Science & Engineering
Ch. 5 Imperfections in Solids (cont’d)
5.16
What is the composition, in atom percent, of an alloy that consists of 30 wt% Zn and 70 wt% Cu?
30 wt% Zn 와 70 wt% Cu 조성 합금의 원자 백분율을 계산하라.
5.18
Calculate the composition, in weight percent, of an alloy that contains 218.0 kg of titanium, 14.6 kg of aluminum, and 9.7 kg of vanadium.
각 원소의 중량 Titanium 218.0 kg, Aluminum 14.6 kg, Vanadium 9.7 kg으로 이루어진 합금의 조성을 구하라.
5.23
Calculate the number of atoms per cubic meter in aluminum.
Aluminum의 1m3 당 원자 수를 구하라.
5.35
Cite the relative Burgers vector–dislocation line orientations for edge, screw, and mixed dislocations.
칼날, 나선, 혼합 전위에서 각각 Burgers Vector와 전위선의 방향 관계에 대해서 설명하라.
5.38
(a) For a given material, would you expect the surface energy to be greater than, the same as, or less than the grain boundary energy? Why?
주어진 특정 재료에서 표면 Energy 와 입계 Energy 는 상대적 대소관계가 어떻게 될 것인지 설명하고 그 이유를 말해 보라.
(b) The grain boundary energy of a small-angle grain boundary is less than for a high-angle one. Why is this so?
소각 입계에서의 입계 Energy 가 대각 입계에서의 입계 Energy 보다 작은 이유에 대해 설명해 보라.
