1、材料科學基礎復習重點第1章 材料結構的基本知識1、 名詞解釋：固溶體：溶液中各處的成分與結構相同，是單一的相，在固體狀態時稱為固溶體。二、辨析：相與組織組織：指各種晶粒的組合特征，即各種晶粒的相對量、尺寸大小、形狀分布等形貌特征，有多相組織、單相組織。相：結構相同，物理和化學性質完全均勻的部分，特點：相與相之間存在有明顯的界面 界面兩端，物質性質有飛躍性的改變一個體系中可以存在一個或多個相。第2章 材料中的晶體結構一、名詞解釋：1、多晶型轉變（同素異構轉變）：當外界條件（主要指溫度和壓力）改變時，元素的晶體結構可以發生轉變。（金屬的這種性質被稱為多晶型性）2、離子晶體：離子晶體是由正負離子通過

2、離子鍵按一定方式堆積起來形成的晶體。二、簡答：請寫出七大晶系中的4種晶系，十四種布拉菲點陣中的8種布拉菲點陣。 三斜晶系：簡單三斜布拉菲點陣 單斜晶系：簡單單斜、底心單斜布拉菲點陣 正交晶系：簡單正交、底心正交、體心正交、面心正交布拉菲點陣 六方晶系：簡單六方布拉菲點陣 菱方晶系：簡單菱方布拉菲點陣 四方晶系：簡單四方、體心四方布拉菲點陣 立方晶系：簡單立方、體心立方、面心立方布拉菲點陣。 第3章 晶體缺陷一、名詞解釋：1、交滑移：螺位錯在滑移面上滑移受阻后，繞到與此滑移面相交的另一個滑移面上滑移，稱為交滑移。2、全位錯：位錯的柏氏矢量等于點陣矢量的整數倍的位錯。3、不全位錯：柏氏矢量小于單位

3、點陣矢量的位錯。4、小角度晶界：晶界兩側晶粒的位相差很小(<10°）的晶界，小角度晶界基本上由位錯組成。二、辨析：1、 肖脫基缺陷和弗蘭克爾缺陷肖脫基缺陷：晶體中某結點上的原子脫位，一般進入其它空位或者逐漸遷移至晶界或表面，其脫位產生的空位稱為肖脫基缺陷。 弗蘭克爾缺陷：晶體中的原子脫位擠入結點間的間隙，形成間隙原子，其原處結點產生空位。將這一對點缺陷（空位和間隙原子）稱為弗蘭克爾缺陷。 同：都是點缺陷 異：兩種缺陷中脫位原子遷移的位置不一樣，且弗蘭克爾缺陷包含間隙原子及空位兩種點缺陷。2、 熱力學平衡點缺陷和過飽和點缺陷的異同同：兩種缺陷都包含空位和間隙原子 異：熱力學平衡點

4、缺陷是由晶體熱振動產生點缺陷，且在體系自由能最低時點缺陷濃度達到平衡；過飽和點缺陷指晶體中點缺陷數目明顯超過平衡值，是由高溫淬火、輻照、冷加工等過程引起的。 3、 刃型位錯與螺型位錯刃型位錯：柏氏矢量與位錯線垂直的位錯。 螺型位錯：柏氏矢量平行于位錯線的位錯。 同：都為線缺陷，都可以在外力的作用下發生滑移運動，運動的結果都是在位錯線滑移過的區域之中，造成了上下兩半晶晶體整體相對位移過一個b的距離都具有易動性。 異：刃型位錯畸變發生在與位錯線垂直的方向上，伯氏矢量b與位錯線垂直；螺型位錯畸變發生在與位錯線平行的方向上，伯氏矢量與位錯線平行；螺型位錯中不存在多余半原子面，而是垂直于位錯線的原子平面

5、發生了螺旋狀的扭曲；螺型位錯可分為左螺型位錯和右螺型位錯，與正負刃位錯不同，左右螺型位錯不能相互轉化，旋轉方向不變。 4、 滑移與交滑移 滑移：在切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿著一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）產生相對位移，且不破壞晶體內部原子排列規律性的塑變方式。交滑移：螺型位錯在滑移面上滑移受阻后，繞到與此滑移面相交的另一個滑移面上滑移，稱為交滑移。同：都是部分晶體產生相對位移，不破壞內部原子排列規律性塑變方式。異：滑移是所有位錯共有的運動方式，交滑移卻是螺型位錯特有的運動方式。5、 堆垛層錯與擴展層錯擴展位錯：兩個不全位錯中間夾一層錯的位錯組態。堆垛層錯：實際晶體結構中

6、，密排面的正常堆垛順序有可能遭到破壞而錯排， 稱為堆垛層錯，簡稱層錯。同：均含層錯，屬于面缺陷。異：擴展位錯由全位錯分解產生兩個肖克萊分位錯及層錯，有線缺陷和面缺陷；堆垛位錯只屬于面缺陷。6、 小角度晶界和大角度晶界小角度晶界：晶界兩側晶粒的位相差很小(<10°）的晶界，小角度晶界基本上由位錯組成。大角度晶界：相鄰兩晶粒的位相差大于10度的晶界。同：均由晶界兩側晶粒的位相差定義。異：小角度晶界晶界兩側晶粒位相差小于10度，大角度晶界大于10度。小角度晶界的晶界基本上由位錯組成，位錯模型卻不適用于大角度晶界。3、 簡答：1、離子晶體中的點缺陷有哪些特點？點缺陷對離子晶體和金屬晶體

7、的導電性各有什么影響？離子晶體點缺陷的特點：多原子性、缺陷是帶電的、晶體呈電中性。對離子晶體的導電性增強，金屬晶體的導電性減弱。離子晶體的導電是通過離子通過空穴遷移而導電，金屬晶體靠電子定向運動而導電，點缺陷使得電子運動式的非平衡阻力增加，阻礙電子的定向運動，導電性降低。2、 位錯的運動方式有哪些？刃型位錯 ：滑移、攀移；螺型位錯：滑移、交滑移3、判斷下列位錯反應能否進行，并說明理由。位錯反應的兩個條件為（1）幾何條件（2）能量條件 解題過程參考課本P119頁例題第五章 材料的相結構及相圖一、名詞解釋：1、固溶體：以合金中某一組元作為溶劑，其它組元為溶質，所形成的與溶劑有相同晶體結構、晶格常數

8、稍有變化的固相，稱為固溶體。（與第一章中解釋相互參照）2、置換固溶體：溶質原子占據溶劑晶格某些結點位置，所形成的固溶體。3、超點陣（超結構）：溶質原子呈完全有序分布的固溶體，為有序固溶體。4、有序化：有序固溶體在某一溫度以上可以轉變成無序固溶體，重新冷卻到該溫度以下時又轉變成有序固溶體，這一轉變過程為有序化。5、共晶轉變：由一定成分的液相同時結晶出兩個一定成分固相的轉變。6、包晶轉變：由一個特定成分的固相和液相生成另一個特點成分固相的轉變。7、珠光體：鐵碳平衡相圖的共析反應產物是鐵素體與滲碳體的共析混合物。2、 辨析：1、間隙固溶體與間隙化合物間隙固溶體：屬于固溶體，小原子位于間隙位置。間隙化

9、合物：屬于中間相的一種，非金屬原子也處于化合物的間隙位置。同：小原子都處于間隙位置。異：一個屬于固溶體，一個屬于中間相化合物。2、置換固溶體與間隙固溶體置換固溶體：溶質原子占據溶劑晶格某些結點位置所形成的固溶體。間隙固溶體：溶質原子進入溶劑晶格的間隙所形成的固溶體。3、一次固溶體和二次固溶體一次固溶體：溶劑原子為單質（純元素）的固溶體。二次固溶體：溶劑為化合物（中間相）的固溶體。 第七章 擴散與固態相變名詞解釋：1、均勻形核：在均一的液相中靠自身的結構起伏和能量起伏形成新相核心的過程。2、非均勻形核：形核依附于液相中某種固體表面（外來雜質表面或容器壁）上形成的過程。 第八章 材料的變形與斷裂一

10、、名詞解釋：1、形變織構：在塑性變形中，隨著變形量的增加，多晶體中原來為向互不相同的晶粒在空間位向上呈現一定程度的一致（或者說它們的取向趨于一致）。2、固溶強化：由于溶質原子進入溶劑晶格的間隙或結點，使晶格發生畸變，使固溶體硬度和強度升高，這種現象叫做固溶強化。二、辨析：滑移與孿生 滑移：在切應力作用下，晶體的一部分相對于另一部分沿著一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）產生相對位移，且不破壞晶體內部原子排列規律性的塑變方式。孿生（孿晶變形）：晶體在切應力作用下，沿一定的晶面（孿晶面）和晶向（孿晶方向），在一個區域內發生連續的切變，使已變形的晶體部分與未變形的晶體部分保持鏡面對稱的關系，即產生

11、孿晶的過程，稱為孿生。同：均為塑性變形異：滑移不改變晶體取向，孿生改變晶體取向。三、簡答：簡述鑄錠組織的三晶區的特點外表層的細晶區：晶粒細小、組織致密、力學性能良好；中間的柱狀晶區：晶粒取向、組織致密、缺陷聚集、塑性較差；心部的等軸晶區：晶粒無方向性、樹枝狀晶體、組織不夠致密、性能一般。4、 論述：1、如圖為低碳鋼退火后的三條拉伸曲線，請問這是什么現象？解釋該現象產生的原因。1) 碳鋼預塑性變形；2）去載后立即加載；3）去載后放置一段時間或200度加熱后加載現象：當退火狀態的低碳鋼試樣拉伸到超過屈服點發生少量塑性變形后卸載，然后立即重新加載拉伸，則可見其拉伸曲線不再出現屈服點，此時試樣不會發生

12、屈服現象。如果將預變性試樣在常溫下放置幾天或經200左右短時加熱后再行拉伸，則屈服現象又復出現，且屈服應力進一步提高。此現象通常稱為應變時效。原因：1)圖線解釋：一方面低碳鋼中的間隙碳原子會與位錯發生交互作用，在刃位錯下方的拉伸區偏聚，形成柯氏氣團，對位錯產生強烈的釘扎作用，使位錯應變能減小，不易運動。位錯要從氣團中掙脫出來需要較大的力，形成上屈服點。當氣團掙脫之后位錯的運動較容易，應力下降，出現下屈服點和水平臺。另一方面碳鋼的塑性變形產生位錯增殖，造成了屈服降落。2） 圖線解釋：卸載后加載使低碳鋼產生少量塑性變形，不足以產生明顯的屈服點。3） 圖線解釋：去載一段時間或200度短時間加熱后位錯

13、擺脫氣團的釘扎，位錯應變能增大，屈服應力增大。重新加載后，碳原子又重新形成柯氏氣團，屈服現象重新出現。2、下圖描述了金屬材料強化的不同形式：（a）圖描述了Cu-Ni合金中的Ni元素對其力學性能的影響，橫坐標為Ni元素含量，縱坐標為力學性能；（b）圖描述了金屬Cu和Al的力學性能受晶粒材料大小的影響情況，橫坐標表征晶粒大小，縱坐標表征材料的屈服強度；（c）圖為冷加工量對材料力學性能的影響；（d）Al-Cu合金是熱處理強化的合金，該圖顯示了時效工藝對合金材料力學性能的影響，試指出（a）-（d）各采用了什么強化方式，并討論強化機理。 a)強化方式：固溶強化。機理：溶質原子造成點陣畸變，其應力場與位錯應力場發生彈性交互作用并阻礙位錯運動,使變形抗力提高。溶質原子吸附在位錯附近形成柯氏氣團，使位錯被釘扎住，從而使變形抗力提高。b)強化方式;細晶強化。機理：通過細化晶粒使金屬材料力學性能提高，在常溫下的細晶粒金屬比粗晶粒金屬有更高的強度、硬度、塑形、和韌性。細晶粒受到外力發生塑形變形可分散到更多的晶粒內進行，塑形變形均勻，應力集中較小。細晶的強化規律：晶界越多，晶粒越細，晶粒的平均值越小，材料的屈服強度就越高。c）強化機制：變形強化（加工硬化）機理：在外力 的作用下，晶粒的形狀隨著工件外形的變化而變化。當工件的外形被壓扁或拉長時，其內部的晶粒的