08級材化材料科學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)綱要

1、08 級材化專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程復(fù)習(xí)綱要、第一大類知識要點(diǎn)：應(yīng)該牢固掌握的關(guān)鍵知識要素 一、出題形式一：填空類1在立方系中，晶面族 123 中有 24 組平面，晶面族 100 中有 3 組平面。 2獲得高能量的原子離開原來的平衡位置，進(jìn)入其它空位或遷移至晶界或表面，形成肖 脫基 空位。如果離位原子進(jìn)入晶體間隙，形成 弗侖克爾 空位。3點(diǎn)缺陷的類型分為 空位和間隙原子；當(dāng)相遇時兩者都消失，這一過程稱為 復(fù)合或湮 滅。4塑性變形不僅可以改變金屬材料的外形，還使其內(nèi)部組織和各種性能發(fā)生改變， 如：顯微組織與性能的變化、 形變織構(gòu) 和 殘余應(yīng)力 。5再冷塑變過程中，歪理所做的功有一部分以畸變能的形式儲

2、存在形變金屬內(nèi)部，具體 表現(xiàn)為： 宏觀殘余應(yīng)力 、 微觀殘余應(yīng)力 和 點(diǎn)陣畸變 。6 均勻形核必須具備的條件是： 1. 必須過冷； 2. 必須具備與一定多冷度相適應(yīng)的 能量 起伏 和 結(jié)構(gòu)起伏。7面心立方結(jié)構(gòu)的滑移面是 111 ，共有 4 組，每組滑移面上包含 3 個滑移方向，共 有 12 個滑移系。8由于晶界阻滯 效應(yīng)及 取向差 效應(yīng)，使多晶體的變形抗力比單晶體大，其中， 效應(yīng)是多晶體加工硬化更主要的原因。9滑移面應(yīng)是面間距最 大的最密排 面，滑移方向是原子最 密排 方向。 10金屬塑性變形時，外力所作的功除了轉(zhuǎn)化為熱量之外，還有一小部分被保留在金屬內(nèi) 部，表現(xiàn)為 殘余應(yīng)力 。11金屬的熱變

3、形是指金屬材料在再結(jié)晶溫度以上的加工變形，在此過程中，金屬內(nèi)部同 時進(jìn)行著加工硬化和 回復(fù)再結(jié)晶 軟化兩個過程。12. 擴(kuò)散的驅(qū)動力是化學(xué)位梯度 ；再結(jié)晶的驅(qū)動力為 冷變形所產(chǎn)生的儲存能的釋放 ； 再結(jié)晶后晶粒的長大的驅(qū)動力是：界面能差，純金屬結(jié)晶的驅(qū)動力是 溫度梯度 。13. 晶體中原子在表面、晶界、位錯處的擴(kuò)散速度比原子在晶內(nèi)的擴(kuò)散速度快，這種現(xiàn)象 叫 短路擴(kuò)散 。14. 回復(fù)的初始階段回復(fù)機(jī)制以空位遷移為主，后期以為主 位錯的攀移 。 15材料的結(jié)合方式有離子鍵 、 共價鍵 、 金屬鍵 和范德華力四種化學(xué)鍵結(jié)合方式。17刃型位錯的柏氏矢量 b 與位錯線 t 互相 垂直 ，刃型位錯移動的方

4、向與 b 方向 一致 螺型位錯的移動方向與柏氏矢量 b 垂直 ，螺型位錯的柏氏矢量 b 方向與位錯線 t 的方向 平行 。18由于界面能的存在，當(dāng)晶體中存在能降低界面能的異類原子時，這些原子將向境界偏 聚，這種現(xiàn)象叫 內(nèi)吸附 。20由于 晶界阻滯 效應(yīng)及取向差效應(yīng)，使多晶體的變形抗力比單晶體大，且取向差效應(yīng) 是多晶體加工硬化更主要的原因。21細(xì)化鑄件晶粒的方法有： 1、 提高過冷度 2 、變質(zhì)處理 3 、 振動、攪拌 。 22金屬液態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 近程有序 ，此結(jié)構(gòu)原子團(tuán)稱為 晶胚 。 23材料中質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散機(jī)制主要有 間隙擴(kuò)散 和 置換擴(kuò)散 兩種。24. 在過冷度不很大時，形核率主要受形核功因子

5、的控制，當(dāng)過冷度非常大時，形核率主 要受 擴(kuò)散因子 控制。25、根據(jù) Griffith理論，斷裂韌性（ KIC）是表征材料抵抗斷裂性能的重要性能之一，它綜合考慮了 應(yīng)力 和 裂紋尺寸 對斷裂的影響26、在鋼熱處理中，影響奧氏體晶粒大小的因素有：、二、出題形式二： 判斷1 柏氏矢量與回路起點(diǎn)選擇無關(guān)，但與柏氏回路的具體路徑，大小有關(guān)。（F）2對稱傾側(cè)晶界中同號位錯垂直排列，刃型位錯產(chǎn)生的壓應(yīng)力場與拉應(yīng)力場可互相抵消， 不產(chǎn)生長程應(yīng)力場，其能量很低。（ T）3非均勻形核所需要的形核功大于均勻形核所需要的形核功。（F）4在粗糙界面和負(fù)溫度梯度下易生長形成樹枝狀晶體。（T）5雖然體心立方金屬滑移系多于

6、面心立方，但面心立方金屬的可塑性好。（ T）6作用于位錯的力只是一種組態(tài)力，它不代表位錯附近原子實(shí)際所受到的力。 （T） 7回復(fù)不能使金屬性能恢復(fù)到冷變形前的水平。（T）8超塑性不靠滑移進(jìn)行，而是由晶界的滑動和晶粒的轉(zhuǎn)動所致。（T）9擴(kuò)散是物質(zhì)內(nèi)部由于熱運(yùn)動導(dǎo)致原子或分子定向遷移的過程。（T）10如果固體中不存在擴(kuò)散流，則說明原子沒有擴(kuò)散 。（F）11幾何結(jié)晶學(xué)通過幾何學(xué)的方法把晶體材料中的質(zhì)點(diǎn)抽象出來并設(shè)想為結(jié)點(diǎn)，通過空間 格子構(gòu)造的概念來描述晶體的結(jié)構(gòu)。（T）12孿晶關(guān)系指相鄰兩晶粒或一個晶粒內(nèi)部相鄰兩部分沿一個公共晶面（孿晶界）構(gòu)成鏡 面對稱的位向關(guān)系。（T）、第二大類知識要點(diǎn)：名詞、概

7、念、術(shù)語，他們是是一些重要、常見和關(guān)鍵的專業(yè)名詞。一、出題形式一：名詞解釋，如：1滑移系2顯微結(jié)構(gòu)3柯氏( Cottrell )氣團(tuán) 4交滑移 5柯肯達(dá)爾效應(yīng) 6、幾何軟化 7應(yīng)力(材料科學(xué)或者材料力學(xué)學(xué)科所定義的) 8臨界晶核形核功9彈性滯后二、出題形式二：簡答，如： 晶體的特性。、第三大類知識要點(diǎn)：關(guān)于材料結(jié)構(gòu)、性能、機(jī)理、機(jī)制的記憶 一、出題形式一：簡答簡述1、簡要論述稀土金屬微觀結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。2、根據(jù)下面的派納力公式：解釋晶體滑移為什么多是沿著晶體中原子密度最大的面和2G 2 a exp(1 v) (1 v)b原子密排方向進(jìn)行。式中 b為柏氏矢量的模， G：切變模量， v：泊松比，

8、a為面間距。3、用弗蘭克瑞德源機(jī)制解釋位錯的增值過程。 。4、(1) 晶體的特性； (2) 晶體、非晶體和準(zhǔn)晶體的結(jié)構(gòu)差別。5、(1)材料的分類；(2)用- 曲線解釋陶瓷材料和金屬材料韌性的差別。6、再結(jié)晶的形核機(jī)制。二、出題形式二：闡述，如：1、請闡述材料內(nèi)部合理的再結(jié)晶對材料力學(xué)性能和晶體結(jié)構(gòu)的影響。2、某一材料晶體結(jié)構(gòu)為離子鍵結(jié)合，半徑小的質(zhì)點(diǎn)取代晶格中半徑大的質(zhì)點(diǎn)后，試分析：(1)對材料內(nèi)部應(yīng)力場的影響 ,(2)對材料力學(xué)性能和失效的影響。3、( 1)根據(jù)晶體材料中晶體的概念和特征，闡述晶體、非晶體核準(zhǔn)晶體的差異，(2)用相關(guān)溫度曲線分析高溫熔體在冷卻中制備成晶體、非晶體的原理和工藝措

9、施。、第三大類知識要點(diǎn)：理論計算、標(biāo)注10 出題形式一：計算題，如： 已知銅晶體的切變模量 G=410 Nm-2 ，位錯的柏氏矢量等于原-10子間距， b=2.0 10 m，取 =0.75 ，計算（ 1）單位長度位錯線的應(yīng)變能。 （2）單位體積 10 3的嚴(yán)重變形銅晶體內(nèi)部存儲的位錯應(yīng)變能。 （設(shè)位錯密度為 10 m/cm） 出題形式二：標(biāo)注題，如： 在單位晶胞中標(biāo)出立方晶系的晶面和晶向：晶面 （1 1 0），（1 1 0），（0 1 1），（4 2 1） 晶向 111。（1 1 0）1 1 1（4 2 1）（1 1 0）、第四大結(jié)合本地業(yè)來應(yīng)用理論分析問題出題形式：小論文方式的闡述題，如1、結(jié)合佛山支柱材料工業(yè)情況對一具體材料產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀談?wù)勀愕囊娊狻?、闡述稀土金屬材料在一具體產(chǎn)業(yè)