材料科學(xué)基礎(chǔ)說課

材料科學(xué)基礎(chǔ) 說課曾榮昌教授 材料及材料科學(xué)的發(fā)展史 材料科學(xué)基礎(chǔ) 課程簡介 材料科學(xué)基礎(chǔ) 教材和參考書 材料科學(xué)基礎(chǔ) 內(nèi)容和重點(diǎn) 材料科學(xué)基礎(chǔ) 學(xué)習(xí)方法 什么是材料科學(xué) materialsscience 材料科學(xué)是研究材料的成分 組織結(jié)構(gòu) 制備工藝與材料性質(zhì)和使用效能 以及它們之間相互關(guān)系的科學(xué) 材料科學(xué)是多學(xué)科交叉與結(jié)合的結(jié)晶 是一門與工程技術(shù)密不可分的應(yīng)用科學(xué) 材料科學(xué)對(duì)生產(chǎn) 使用和發(fā)展新材料具有指導(dǎo)意義 材料及材料科學(xué)的發(fā)展史 材料科學(xué)導(dǎo)論 融貫的論述 馮端 師昌緒 劉治國 化學(xué)工業(yè)出版社 2002 1 材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ) 材料是人類用來制造機(jī)器 構(gòu)件 器件和其他產(chǎn)品的物質(zhì) 材料廣泛地應(yīng)用于機(jī)械 交通運(yùn)輸 建筑 能源等各行各業(yè)等 材料按化學(xué)狀態(tài)分為 金屬材料 陶瓷材料 無機(jī)非金屬材料 高分子材料 復(fù)合材料 20世紀(jì)70年代 人們把信息 材料和能源作為社會(huì)文明的支柱 80年代 隨著高技術(shù)群的興起 又把新材料與信息技術(shù) 生物技術(shù)并列作為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志 現(xiàn)代社會(huì) 材料已成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè) 國防建設(shè)和人民生活的重要組成部分 2 人類的文明史就是材料的發(fā)展史 材料是人類進(jìn)化的里程碑 人類經(jīng)歷了 石器時(shí)代青銅器時(shí)代 公元前5000年 鐵器時(shí)代 公元前1200年 19世紀(jì)中葉 鋼鐵時(shí)代20世紀(jì)中葉 高分子材料電子材料時(shí)代 20世紀(jì)初 3 材料科學(xué)的形成是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)果 固體物理 無機(jī)化學(xué) 有機(jī)化學(xué) 物理化學(xué)等學(xué)科的發(fā)展 對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和物性的深入研究 推動(dòng)了對(duì)材料本質(zhì)的研究和了解 同時(shí) 冶金學(xué) 金屬學(xué) 陶瓷學(xué)等對(duì)材料本身的研究也大大加強(qiáng) 從而對(duì)材料的制備 結(jié)構(gòu)和性能 以及它們之間的相互關(guān)系的研究也愈來愈深入 這為材料科學(xué)的形成打下了比較堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 在材料科學(xué)這個(gè)名詞出現(xiàn)以前 金屬材料 高分子材料與陶瓷材料科學(xué)都已自成體系 它們之間存在著頗多相似之處 可以相互借鑒 促進(jìn)本學(xué)科的發(fā)展 如馬氏體相變本來是金屬學(xué)家提出來的 而且廣泛地用來作為鋼熱處理的理論基礎(chǔ) 但在氧化鋯陶瓷材料中也發(fā)現(xiàn)了馬氏體相變現(xiàn)象 并用來作陶瓷增韌的一種有效手段 各類材料的研究設(shè)備與生產(chǎn)手段也有很多相似之處 雖然不同類型的材料各有專用測試設(shè)備與生產(chǎn)裝置 但更多的是相同或相近的 如顯微鏡 電子顯微鏡 表面測試及物理性能和力學(xué)性能測試設(shè)備等 在材料生產(chǎn)中 許多加工裝置也是通用的 研究設(shè)備與生產(chǎn)裝備的通用不但節(jié)約了資金 更重要的是相互得到啟發(fā)和借鑒 加速了材料的發(fā)展 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 要求不同類型的材料之間能相互代替 充分發(fā)揮各類材料的優(yōu)越性 以達(dá)到物盡其用的目的 長期以來 金屬 高分子及無機(jī)非金屬材料學(xué)科相互分割 自成體系 由于互不了解 習(xí)慣于使用金屬材料的想不到采用高分子材料 即使想用 又對(duì)其不太了解 不敢問津 相反 習(xí)慣于用高分子材料的 也不想用金屬材料或陶瓷材料 因此 科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)材料提出的新的要求 促進(jìn)了材料科學(xué)的形成 復(fù)合材料的發(fā)展 將各種材料有機(jī)地聯(lián)成了一體 復(fù)合材料在多數(shù)情況下是不同類型材料的組合 通過材料科學(xué)的研究 可以對(duì)各種類型材料有一個(gè)更深入的了解 為復(fù)合材料的發(fā)展提供必要的基礎(chǔ) 材料科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ) 工業(yè)生產(chǎn)的支柱 在近代科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下 材料品種日益增多 不同效能的新材料不斷涌現(xiàn) 原有材料的性能也更為改善與提高 硅半導(dǎo)體材料的工業(yè)化生產(chǎn) 使計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入了超大規(guī)模集成電路時(shí)代 高溫高強(qiáng)度材料的出現(xiàn) 促進(jìn)了宇航工業(yè)的發(fā)展 隱形材料的研制成功 使現(xiàn)代戰(zhàn)爭撲朔迷離 材料科學(xué)的作用 研發(fā)新材料 需要材料科學(xué)理論指導(dǎo) 發(fā)展材料科學(xué)理論 必須融合其他學(xué)科 如物理 化學(xué) 力學(xué) 生物醫(yī)學(xué) 工程學(xué)的理論 進(jìn)行交叉與滲透 如 材料與物理 材料物理材料與化學(xué) 材料化學(xué)材料與力學(xué) 材料力學(xué)材料與生物醫(yī)學(xué) 生物材料材料與工程學(xué) 材料工程 圖3材料四要素 英國科學(xué)家 材料要素 Synthesis Composition 成分 結(jié)構(gòu) 合成 加工 表征 性能 效能 材料科學(xué)與工程所探討的是材料的制備 結(jié)構(gòu) 性能與功效之間的相互關(guān)系 圖4材料要素 中國 材料科學(xué)的形成歷史 與人類使用材料的漫長歷史相比 科學(xué)家研究材料科學(xué)的歷史比較短暫 由于實(shí)用的金屬與陶瓷材料多半是多組元的復(fù)相物質(zhì) 使得習(xí)慣于研究簡單物質(zhì)的科學(xué)家望之而卻步 因而長期以來 材料的發(fā)展依靠匠師們窮年累月里匯聚起來的手藝 訣竅和經(jīng)驗(yàn) 到19世紀(jì)中葉以后 轉(zhuǎn)爐與平爐煉鋼相繼問世 鋼鐵生產(chǎn)開始成為大規(guī)模的企業(yè) 而鋼鐵熱處理過程是影響鋼鐵質(zhì)量的關(guān)鍵問題 亟需科學(xué)研究 科學(xué)家首先應(yīng)用光學(xué)顯微鏡來觀察拋光金屬表面的顯微組織的變化 確定了一些重要的物相 開辟了金相學(xué)這一學(xué)科 材料科學(xué)導(dǎo)論 馮端 師昌緒 劉治國主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 01 在19世紀(jì) 熱力學(xué)與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)相繼問世 對(duì)于這兩個(gè)學(xué)科都有杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家J W Gibbs于1878年發(fā)表了著名的長篇論文 論復(fù)相物質(zhì)的平衡 OntheEquilibriumofHeterogeneousSubstances 從而對(duì)物理化學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響 同時(shí)也為理解材料的相平衡的規(guī)律 包括相律 乃至相變動(dòng)力學(xué)等重要問題 提供了必要的科學(xué)依據(jù) 材料科學(xué)導(dǎo)論 馮端 師昌緒 劉治國主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 01 由于Gibbs的論述抽象難懂 直到19世紀(jì)與20世紀(jì)之交 由于H W B Roozeboom等的闡述 才將合金熱力學(xué)建立起來 并將相圖研究付諸實(shí)踐 其中包括了一張大體上正確的鐵 碳相圖 1912年之后X射線晶體結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的發(fā)展又將材料結(jié)構(gòu)的研究推進(jìn)到原子的尺度 這樣 到20世紀(jì)20 30年代 基于物理化學(xué)的金屬學(xué)作為一門學(xué)科得以建立 材料科學(xué)導(dǎo)論 馮端 師昌緒 劉治國主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 01 在1925年后 微觀世界的基本規(guī)律 量子力學(xué)得以確立 在原子物理學(xué)范圍內(nèi)取得巨大成功之后 隨將它應(yīng)用于分子與化學(xué)鍵 開創(chuàng)了量子化學(xué) 又將它應(yīng)用于固體 開創(chuàng)了固體物理學(xué) 這兩門新學(xué)科的建立 為理解材料的鍵合與物性等問題 提供了充分的科學(xué)依據(jù) 材料科學(xué)導(dǎo)論 馮端 師昌緒 劉治國主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 01 1936年Mott與Jones的專著 金屬與合金性質(zhì)的理論 TheTheoryofPropertiesofMetalsandAlloys 問世 表明了應(yīng)用量子力學(xué)對(duì)理解金屬材料物性所取得的突破 從20世紀(jì)30 50年代 作為理解金屬力學(xué)性質(zhì)關(guān)鍵的位錯(cuò)理論得到科學(xué)界的確認(rèn) Cottrell的著作 理論結(jié)構(gòu)金屬學(xué) TheoreticalStructuralMetallurgy 于1948年問世 標(biāo)志了基于當(dāng)代科學(xué)成果的物理金屬學(xué)或金屬物理學(xué)已趨于成熟 材料科學(xué)導(dǎo)論 馮端 師昌緒 劉治國主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 01 20世紀(jì)50年代電子顯微鏡薄膜透射技術(shù)的發(fā)展 為金屬和其他材料的研究提供了強(qiáng)有力的工具 也收獲了豐富的科學(xué)成果 1947年晶體管的發(fā)明 又使半導(dǎo)體材料的研究成為科技界注意的焦點(diǎn) 和實(shí)用的金屬材料的復(fù)雜相對(duì)照 實(shí)用的半導(dǎo)體材料是非同尋常的單純 超高純度與超高完整性的單晶 其制備和表征都對(duì)材料研究工作者提出了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn) 也提供了前所未有的發(fā)展機(jī)遇 它使材料研究向縱深推進(jìn) 材料科學(xué)導(dǎo)論 馮端 師昌緒 劉治國主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 01 對(duì)金屬材料行之有效的多種研究方法也成功地向陶瓷材料的領(lǐng)域延拓 鐵氧體與鐵電體等新型功能材料也豐富了陶瓷學(xué)的內(nèi)涵 1960Kingery的著作 陶瓷學(xué)導(dǎo)論 IntroductiontoCeramics 的問世也標(biāo)志了物理陶瓷學(xué)的成熟 材料科學(xué)導(dǎo)論 馮端 師昌緒 劉治國主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 01 1957年 蘇聯(lián)人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功之后 美國政府及科技界為之震驚 并認(rèn)識(shí)到先進(jìn)材料對(duì)于高技術(shù)發(fā)展的重要性 于是在一些大學(xué)相繼成立了十余個(gè)材料科學(xué)研究中心 從此 材料科學(xué)這一名詞開始被人們廣泛地引用 20世紀(jì)60年代初 美國許多大學(xué)建立了跨學(xué)科的材料研究中心 不同類型的材料在同一實(shí)驗(yàn)室平行地被研究 促進(jìn)了不同材料學(xué)科的相互借鑒和融匯貫通 美國高校開始出現(xiàn)以 材料科學(xué)與工程 系取代原先的冶金系的變更 將專業(yè)范圍由金屬擴(kuò)大到陶瓷 然后到高分子材料 1949年創(chuàng)刊的 金屬物理學(xué)進(jìn)展 ProgressinMetalPhysics 于1961年更名為 材料科學(xué)的進(jìn)展 ProgressinMaterialsScience 明確地指出 材料科學(xué)是在實(shí)用和理論上相當(dāng)重要的領(lǐng)域 而金屬物理學(xué)僅是其重要的組成部分 而非其全部 這是材料科學(xué)名稱的首次提出 從此以后 許多大學(xué)的冶金系紛紛更名 有代表性的是MIT的冶金系 它于1966年更名為冶金與材料科學(xué)系 到1975年再度更名為材料科學(xué)與工程系 我國于20時(shí)間80年代初開始由熱加工專業(yè)轉(zhuǎn)為材料科學(xué)專業(yè) 材料科學(xué)導(dǎo)論 馮端 師昌緒 劉治國主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 01 金屬 半導(dǎo)體和陶瓷之間的共同點(diǎn)較多 以晶態(tài)為主 輔以非晶態(tài)的玻璃 而以高分子為主的有機(jī)材料的發(fā)展途徑和研究工具和無機(jī)材料有較大差異 天然高分子材料如棉布和絲綢沿用已久 19世紀(jì)中硫化橡膠獲得廣泛應(yīng)用 到19世紀(jì)末 人造絲也通行起來了 但高分子的科學(xué)研究始于20世紀(jì) 通過H Staudinger R Kuhn和P J Flory等化學(xué)家的努力 高分子科學(xué)也趨于成熟 可以用1953年Flory寫的 聚合物化學(xué)原理 PrinciplesofPolymerChemistry 一書為標(biāo)志 材料科學(xué)導(dǎo)論 馮端 師昌緒 劉治國主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 01 到20世紀(jì)70年代液晶物理學(xué)受到物理學(xué)界的關(guān)注 而隨后液晶顯示器走進(jìn)了千家萬戶 也有不少物理學(xué)家介入高分子物理學(xué)的研究 1991年 PG deGennes以其對(duì)液晶物理和高分子物理的貢獻(xiàn)獲得了諾貝爾獎(jiǎng) 在其獲獎(jiǎng)演說中強(qiáng)調(diào)了軟物質(zhì)研究的重要性 得到學(xué)術(shù)界的熱烈響應(yīng) 20世紀(jì)末軟物質(zhì)科學(xué)蓬勃發(fā)展 將液晶 高分子 膠體等研究領(lǐng)域貫通起來 和傳統(tǒng)的硬物質(zhì)科學(xué)成鮮明的對(duì)照 軟硬兼顧 相得益彰 從而將無機(jī)材料科學(xué)與有機(jī)材料科學(xué)辯證地融合起來 材料科學(xué)導(dǎo)論 馮端 師昌緒 劉治國主編 化學(xué)工業(yè)出版社 2006 01 材料科學(xué)基礎(chǔ) 課程簡介 材料科學(xué)基礎(chǔ) 是材料科學(xué)與工程 金屬材料專業(yè)本科生的專業(yè)基礎(chǔ)課 本課程從金屬材料工程專業(yè)后續(xù)課程的需要及今后作為工程技術(shù)人員的需要出發(fā) 全面 系統(tǒng)地介紹了材料科學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí) 本課程立足于材料科學(xué)的基本問題 從金屬材料的基本現(xiàn)象 基本概念 基本規(guī)律 基本理論出發(fā) 注重知識(shí)的基礎(chǔ)性 系統(tǒng)性 前沿性 并盡可能的聯(lián)系一些實(shí)際應(yīng)用中的問題 通過課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué) 使學(xué)生掌握材料科學(xué)的基本知識(shí)和基本理論 善于分析和解決問題 同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力 驗(yàn)證理論 探索新知識(shí)的能力 材料科學(xué)基礎(chǔ) 是所有材料類專業(yè)課的基礎(chǔ) 學(xué)科型課程體系 材料科學(xué)基礎(chǔ) 是所有材料類專業(yè)課的核心 材料力學(xué)性能 材料的腐蝕與防護(hù) 材料性能測試技術(shù) 材料科學(xué)導(dǎo)論 初步認(rèn)識(shí)了材料的基本概況及其在人類社會(huì)發(fā)展上的重要作用 物理化學(xué) 學(xué)會(huì)用基本理論工具研究科學(xué)問題 材料科學(xué)基礎(chǔ) 材料的的基本理論 方法 材料科學(xué)與工程 雙語 運(yùn)用科技英語的能力 固態(tài)相變?cè)?金屬材料學(xué) 等專業(yè)課均是本課程某個(gè)分支的延伸或者在此基礎(chǔ)上的拓展 教材 材料科學(xué)基礎(chǔ) 胡賡祥 蔡珣 戎詠華編 上海交通大學(xué)出版社 2010 材料科學(xué)基礎(chǔ) 石德柯主編 機(jī)械工業(yè)出版社 材料科學(xué)基礎(chǔ) 陶杰等編著 化學(xué)工業(yè)出版社 FundamentalsofMaterialsScienceandEngineering W D Callister Jr 化學(xué)工業(yè)出版社 材料科學(xué)基礎(chǔ)雙語輔導(dǎo)教材 曾榮昌編 待出版 材料科學(xué)導(dǎo)論 融貫的論述 馮端 師昌緒 劉治國 化學(xué)工業(yè)出版社 2002 走進(jìn)材料科學(xué) R W Cahn著 楊柯等譯 化學(xué)工業(yè)出版社 2008 實(shí)驗(yàn)及參考教材 自編實(shí)驗(yàn)教材 金屬材料類專業(yè)實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo) 楊愛民 姚婷珍主編 中國石化出版社 2011 金屬學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 韓德偉 中南大學(xué)出版社 2000 金屬材料工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教程 那順桑 冶金工業(yè)出版社 2005 教學(xué)目標(biāo) 掌握材料科學(xué)的基本知識(shí)和基本理論 運(yùn)用理論 分析問題和解決問題的能力 理解材料的成分 結(jié)構(gòu) 制備及性能和服役之間的內(nèi)在聯(lián)系 了解材料科學(xué)研究的基本方法 培養(yǎng)動(dòng)手能力 驗(yàn)證理論 探索新知識(shí)的能力 奠定從事材料領(lǐng)域的工作基礎(chǔ) 理論教學(xué)內(nèi)容 第1章原子結(jié)構(gòu)與鍵合 1 1原子結(jié)構(gòu)1 2原子間的鍵合1 3高分子鏈 第2章固體結(jié)構(gòu) 2 1晶體學(xué)基礎(chǔ)2 2金屬的晶體結(jié)構(gòu)2 3合金相結(jié)構(gòu)2 4離子晶體結(jié)構(gòu)2 5共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)2 7準(zhǔn)晶 液晶和非晶 第3章晶體缺陷 3 1點(diǎn)缺陷3 2位錯(cuò)3 3表面及界面 第4章固體中原子及分子的運(yùn)動(dòng) 4 1表象理論4 2擴(kuò)散的熱力學(xué)分析4 3擴(kuò)散的原子理論4 4擴(kuò)散激活能4 5無規(guī)則行走與擴(kuò)散距離4 6影響擴(kuò)散的因素4 7反應(yīng)擴(kuò)散4 8離子晶體中的擴(kuò)散 第5章材料的形變和再結(jié)晶 5 1彈性和黏彈性5 2晶體的塑性變形5 3回復(fù)和再結(jié)晶5 4熱變形與動(dòng)態(tài)回復(fù) 再結(jié)晶5 5陶瓷和高聚物變形的特點(diǎn) 第6章單組元相圖及純晶體的凝固 6 1單元系相變的熱力學(xué)及相平衡6 2純晶體的凝固6 3氣 固相變與薄膜生長 第7章二元系相圖和合金的凝固與制備原理 7 1相圖的表示和測定方法7 2相圖熱力學(xué)的基本要點(diǎn)7 3二元相圖分析7 4二元合金的凝固理論7 6陶瓷合金概述 第8章三元相圖 8 1三元相圖的基礎(chǔ)8 2固態(tài)互不溶解的三元共晶相圖8 3固態(tài)有限互溶的三元共晶相圖8 4兩個(gè)共晶型二元系和一個(gè)勻晶型二元系構(gòu)成的三元相圖8 5包共晶型三元系相圖8 6具有四相平衡包晶轉(zhuǎn)變的三元系相圖8 7形成穩(wěn)定化合物的三元系相圖 第9章材料的亞穩(wěn)態(tài) 9 1納米晶材料9 2準(zhǔn)晶態(tài)9 3非晶態(tài)材料9 4固體相變形成的亞穩(wěn)相 雙語教學(xué) 采用化學(xué)工業(yè)出版社引進(jìn)的美國原版教材 Fundamentalsofmaterialsscienceandengineering WilliamD Callister Jr 并自編 材料科學(xué)基礎(chǔ)雙語輔導(dǎo)教材 使用純英文PPT 中英文對(duì)照講授 課堂教學(xué)給學(xué)生提供一種英語語言環(huán)境 注重學(xué)生使用英語的能力培養(yǎng) 全方位提高學(xué)生聽 說 讀 寫 譯能力 第一章重點(diǎn)與難點(diǎn) 重要概念分子 原子 主量子數(shù)n 軌道角量子數(shù)li 磁量子數(shù)mi 自旋角動(dòng)量量子數(shù)si 能量最低原理 Pauli不相容原理 Hund規(guī)則 元素 元素周期表 周期 族 結(jié)合鍵 金屬鍵 離子鍵 共價(jià)鍵 范德華力 氫鍵 第一章重點(diǎn)與難點(diǎn) 1 描述原子中電子的空間位置和能量的4個(gè)量子數(shù) 2 核外電子排布遵循的原則 3 元素性質(zhì) 原子結(jié)構(gòu)和該元素在周期表中的位置三者之間的關(guān)系 4 原子間結(jié)合鍵分類及其特點(diǎn) 第二章重點(diǎn)與難點(diǎn) 空間點(diǎn)陣的概念以及選取晶胞的原則七個(gè)晶系 十四種布拉維空間點(diǎn)陣的特征晶向指數(shù)與晶面指數(shù)的標(biāo)定晶帶定律的應(yīng)用晶面間距的確定與計(jì)算 第三章重點(diǎn)與難點(diǎn) 位錯(cuò)的基本類型與特征重要概念 刃位錯(cuò) 螺型位錯(cuò) 混合位錯(cuò)1 點(diǎn)缺陷的形成與平衡濃度 2 位錯(cuò)的基本類型和特征 3 柏氏矢量的確定 物理意義及守恒性 4 分析歸納位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的兩種基本形式 滑移和攀移的特點(diǎn) 5 分析運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)的交割及其所形成的扭折或割階不同的情況 6 比較螺型位錯(cuò)與刃型位錯(cuò)的應(yīng)力場 應(yīng)變能的異同點(diǎn) 7 外加切應(yīng)力 位錯(cuò)附近原子實(shí)際所受的力 作用于位錯(cuò)的組態(tài)力 位錯(cuò)的線張力 位錯(cuò)間的交互作用力相互之間的關(guān)系與區(qū)別 8 位錯(cuò)的增殖機(jī)制 9 堆垛層錯(cuò)與不全位錯(cuò) 位錯(cuò)反應(yīng)的條件 擴(kuò)展位錯(cuò)的生成 寬度和運(yùn)動(dòng) 10 表面與界面 第四章重點(diǎn)和難點(diǎn) 菲克第一定律的含義和各參數(shù)的量綱 對(duì)于典型的擴(kuò)散問題 利用菲克第二定律求解 可肯達(dá)爾效應(yīng) 上坡擴(kuò)散 和 下坡擴(kuò)散 的熱力學(xué)判別條件 擴(kuò)散的機(jī)制 間隙和空位機(jī)制 計(jì)算和求解擴(kuò)散系數(shù)和擴(kuò)散激活能的方法 無規(guī)行走的擴(kuò)散距離與步長的關(guān)系 影響擴(kuò)散的主要因素 反應(yīng)擴(kuò)散的特點(diǎn)和相類型確定的方法 第五章重點(diǎn)和難點(diǎn) 彈性變形的特點(diǎn)和胡克定律彈性的不完整性和黏彈性比較滑移和孿生的異同點(diǎn)滑移的臨界分切應(yīng)力滑移的位錯(cuò)機(jī)制多晶體塑性變形的特點(diǎn)細(xì)晶強(qiáng)化與Hall Petch公式屈服和應(yīng)變時(shí)效彌散強(qiáng)化加工硬化 11 形變織構(gòu)與殘余應(yīng)力 12 回復(fù)動(dòng)力學(xué)與回復(fù)機(jī)制 13 再結(jié)晶形核機(jī)制 14 再結(jié)晶動(dòng)力學(xué) 15 再結(jié)晶溫度及其影響因素 16 影響再結(jié)晶晶粒大小的因素 17 晶粒的正常長大及其影響因素 18 一次與二次再結(jié)晶 以及靜態(tài)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的區(qū)別 重要概念 彈性變形彈性模量包申格效應(yīng)彈性后效彈性滯后黏彈性塑性變形滑移滑移系交滑移雙交滑移臨界分切應(yīng)力施密特因子軟取向硬取向派 納力孿生孿晶孿晶面扭折固溶強(qiáng)化屈服強(qiáng)度 應(yīng)變時(shí)效加工硬化彌散強(qiáng)化形變織構(gòu)絲織構(gòu)板織構(gòu)殘余應(yīng)力點(diǎn)陣畸變帶狀組織流線回復(fù)再結(jié)晶晶粒長大二次再結(jié)晶冷加工熱加工動(dòng)態(tài)再結(jié)晶儲(chǔ)存能多邊化再結(jié)晶溫度弓出形核臨界變形量再結(jié)晶織構(gòu)退火孿晶 幾個(gè)重要公式 虎克定律 E G 滑移的臨界分切應(yīng)力 m 派 納力 Peierls Nabarro Hall Petchequation s 0 kd 1 2彌散強(qiáng)化關(guān)系式聚合物合金強(qiáng)化關(guān)系 加工硬化關(guān)系回復(fù)動(dòng)力學(xué)再結(jié)晶動(dòng)力學(xué) 再結(jié)晶的極限平均晶粒直徑再結(jié)晶晶粒大小與溫度之間