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1、材料科學基礎名詞解釋第一章固體結(jié)構(gòu)1、晶體 :原子按一定方式在三維空間內(nèi)周期性地規(guī)則重復排列，有固定熔點、各向異性。非晶體 :原子沒有長程的周期排列，無固定的熔點，各向同性等。2、中間相 :兩組元 A 和 B 組成合金時， 除了形成以 A 為基或以 B 為基的固溶體外， 還可能形成晶體結(jié)構(gòu)與 A，B 兩組元均不相同的新相。 由于它們在二元相圖上的位置總是位于中間，故通常把這些相稱為中間相。3、晶體點陣：由實際原子、離子、分子或各種原子集團，按一定幾何規(guī)律的具體排列方式稱為晶體結(jié)構(gòu)或晶體點陣。4、配位數(shù) :晶體結(jié)構(gòu)中任一原子周圍最近鄰且等距離的原子數(shù)。5、晶格：描述晶體中原子排列規(guī)律的空間格架稱

2、之為晶格。6、晶胞 :在點陣中取出一個具有代表性的基本單元（最小平行六面體）作為點陣的組成單元，稱為晶胞。7、空間點陣：由周圍環(huán)境相同的陣點在空間排列的三維列陣成為空間點陣。8、晶向：在晶格中，穿過兩個以節(jié)點的任一直線，都代表晶體中一個原子列在空間的位向，稱為晶向。9、晶面：由節(jié)點組成的任一平面都代表晶體的原子平面，稱為晶面。10、晶向指數(shù)（晶面指數(shù)） ：為了確定晶面、晶向在晶體中的相對取向、就需要一種符號，這種符號稱為晶面指數(shù)和晶向指數(shù)。國際上通用的是密勒指數(shù)。一個晶向指數(shù)并不是代表一個晶向，二十代表一組互相平行、位向相同的晶向。11、晶向族：原子排列相同但空間位向不同的所有晶向稱為晶向族，

3、以 表示。12、晶面間距： 相鄰兩個平行晶面之間的垂直距離。低指數(shù)晶面的面間距較大，而高指數(shù)晶面的面間距較小。晶面間距越大，則該晶面上原子排列越緊密，該原子密度越大。13、配位數(shù)：每個原子周圍最近鄰且等距離的原子數(shù)目，稱為配位數(shù)。14、多晶型性： 有些金屬固態(tài)在不同溫度或不同壓力范圍內(nèi)具有不同的晶體結(jié)構(gòu)，這種性質(zhì)稱為晶體的多晶型性。15、多晶型性轉(zhuǎn)變： 具有多晶型性的金屬在溫度或壓力變化時，由一種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)的過程稱為多晶型性轉(zhuǎn)變，也稱為同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變。16、晶體缺陷：通常把晶體中原子偏離其平衡位置而出現(xiàn)不完整性的區(qū)域稱為晶體缺陷。17、間隙原子： 進入點陣間隙總的原子稱為間隙原子。間隙

4、原子由同類原子形成稱為自間隙原子，由外來雜志原子形成稱為異類間隙原子。19、置換原子：異類原子占據(jù)原來基體原子的平衡位置，則稱為置換原子。20、線缺陷： 晶體中線缺陷指各種類型的位錯， 它是晶體中某處一列或若干列原子發(fā)生了有規(guī)律的錯排現(xiàn)象，錯排區(qū)是細長的管狀畸變區(qū)域。21、位錯：位錯是晶體中已滑移區(qū)與未滑移區(qū)的邊界線。22、位錯環(huán)：在一個圓形區(qū)域內(nèi)部發(fā)生滑移，外部不滑移，因而得到封閉的圓周邊界。這種封閉位錯叫做位錯環(huán)。23、柏氏矢量：可以揭示位錯本質(zhì)并能描述位錯行為的矢量，稱為柏氏矢量。刃型位錯，柏氏矢量與位錯線互相垂直，螺型位錯的柏氏矢量與其位錯線互相平行。24、全位錯： 柏氏矢量的模等于該

5、晶向上原子的間距則此位錯稱為全位錯或者單位為錯；如果小于，則稱為不全位錯。25、柏氏矢量的特性： 柏氏矢量是完整晶體中對應回路的不封閉段， 所以 b 是位錯周圍晶體彈性變形的疊加， b 越大，彈性性能越高。26、位錯密度： 位錯密度是單位體積晶體中所含的位錯線的總長度或晶體中穿過單位截面面積的位錯線數(shù)目。 當位錯密度較低時， 晶體的強度隨著位錯密度的增加而減少， 當位錯密度較高時則相反。 因此，提高工程材料的強度， 可以才去兩條相反的途徑：要么盡量減小位錯密度，要么盡量增大位錯密度。前者是晶須，后者是非晶態(tài)材料。27、滑移：所謂滑移是指位錯線沿滑移面的移動，任何類型的位錯都能進行滑移28：攀移

6、：所謂攀移是指位錯線垂直于滑移面的移動，只有刃型位錯才能進行攀移。28、在滑移時，刃型位錯的滑移方向垂直于位錯線而與柏氏矢量平行。29、位錯攀移在低溫下較難進行，另作用于半原子面的正應力以及晶體中的過飽和空位均有利于攀移的進行。30、位錯的應變能： 晶體中位錯的存在引起點陣畸變，導致能量增高，此增量稱為位錯的應變能，或稱為位錯的能量。刃型位錯彈性應變能約為螺型位錯的1.5 倍。31、位錯源：能增殖位錯的地方稱為位錯源。32、位錯的增殖： 經(jīng)過劇烈冷變形的金屬中位錯密度比經(jīng)過充分退火的金屬要高出45 個數(shù)量級，變形過程匯總位錯肯定是以某種方式不斷增殖。33、位錯的塞積：在切應力的作用下，位錯源所

7、產(chǎn)生的大量位錯沿滑移面運動時，如果遇上障礙物（如固定為錯，雜質(zhì)粒子，晶界等），領(lǐng)先位錯會在障礙物前被阻止，后續(xù)位錯被堵塞起來， 形成位錯的塞積。 塞積的位錯群體就稱為位錯的塞積群，最靠近障礙物的位錯稱為領(lǐng)先位錯。34、位錯的交割：在晶體形變過程中，任意一條位錯線的運動，除了受與其相連接的位錯線牽制外， 還會遇到具有不同方向和不同滑移面上的其他位錯線，這就出現(xiàn)了位錯線的互相交割。35、位錯割階：由于位錯線不能中斷，故出現(xiàn)了小臺階，它相當于一小段螺型位錯線，稱為位錯割階。36、晶體結(jié)構(gòu)條件：是指柏氏矢量必須連接晶體中的一個原子平衡位置到另一個平衡位置。37：能量條件：是指柏氏矢量必須使位錯處于最低

8、能量。38、肖克萊不全位錯：面心立方晶體中的不全位錯，層錯區(qū)與完整晶體區(qū)的交線M（垂直于紙面）即為肖克萊不全位錯。39、弗蘭克不全位錯：層錯區(qū)與右半部分完整晶體之間的邊界 （垂直于紙面）就是弗蘭克不全位錯。40、位錯反應： 由幾個位錯合成為一個新位錯或由一個位錯分解為幾個新位錯的過程稱為位錯反應。由幾何條件，能量條件決定。41、離子晶體中的位錯特點：1.滑移面不一定是最密排面，但柏氏矢量仍為最短的點陣矢量。2.刃型位錯的附加半原子面是包括兩個互補的附加半原子面。3.刃型位錯在滑移面上滑移時，沿著位錯線沒有粒子和電荷的移動，因而位錯露頭處的有效電荷不改變符號。42、與金屬相比，共價晶體和離子晶體

9、中固有的位錯，特別是可動的位錯很少，另外，金屬在變形時可大量增殖位錯， 而共價晶體和離子晶體由于結(jié)合力很強， 位錯運動時點陣阻力大，這些都是導致其變形比金屬困難。43、面缺陷：一是晶體的外表面，二是晶體的內(nèi)界面。44、晶界：相鄰晶粒之間的界面稱為境界。45、小角晶界：兩個相鄰晶粒位向差小于10 度的晶界稱為小角晶界。又可分為對稱傾側(cè)晶界，扭轉(zhuǎn)晶界46、界面能：由于晶界上原子排列不規(guī)則，產(chǎn)生點陣畸變，引起能量升高，這部分能量稱為界面能。小角度界面能歲位向差的增大而增加， 大角界面能基本是一恒定值， 與位向差無關(guān)，且比小角界面能大很多。47、在多晶體中， 即使一個晶粒內(nèi)， 原子排列也并不是十分規(guī)整

10、，其中會出現(xiàn)位向差很?。ㄍǔＰ∮?1 度）的亞結(jié)構(gòu)。各亞結(jié)構(gòu)之間的交界稱為亞晶界。亞晶界屬于小角晶界。48、孿晶界： 孿晶是指相鄰兩個晶?；蛞粋€晶粒內(nèi)的相鄰兩部分的原子相對于一個公共境界呈鏡面對稱排列， 此公共晶面稱為孿晶面。 孿晶之間的界面稱為孿晶界， 如果孿晶界與孿晶面不一致，稱為非共格孿晶界。49、相界：相鄰兩個相之間的界面稱為相界。50、致密度 :晶體結(jié)構(gòu)中原子體積占總體積的百分數(shù)。體心立方0.68面心立方密排六方0.747、交滑移 :當某一螺型位錯在原滑移面上運動受阻時，有可能從原滑移面轉(zhuǎn)移到與之相交的另一滑移面上去繼續(xù)滑移，這一過程稱為交滑移。11、彌散強化： 許多材料由兩相或多相

11、構(gòu)成，如果其中一相為細小的顆粒并彌散分布在材料內(nèi)，則這種材料的強度往往會增加，稱為彌散強化。12、不全位錯：柏氏矢量不等于點陣矢量整數(shù)倍的位錯稱為不全位錯。13、擴展位錯： 通常指一個全位錯分解為兩個不全位錯，中間夾著一個堆垛層錯的整個位錯形態(tài)。14、螺型位錯：位錯線附近的原子按螺旋形排列的位錯稱為螺型位錯。38、多滑移 :當外力在幾個滑移系上的分切應力相等并同時達到了臨界分切應力時，產(chǎn)生同時滑移的現(xiàn)象。41、全位錯 :把柏氏矢量等于點陣矢量或其整數(shù)倍的位錯稱為全位錯。42、滑移系 :晶體中一個滑移面及該面上一個滑移方向的組合稱一個滑移系。45、刃型位錯 :晶體中的某一晶面，在其上半部有多余的

12、半排原子面，好像一把刀刃插入晶體中，使這一晶面上下兩部分晶體之間產(chǎn)生了原子錯排，稱為刃型位錯。46、細晶強化 :晶粒愈細小，晶界總長度愈長，對位錯滑移的阻礙愈大，材料的屈服強度愈高。晶粒細化導致晶界的增加，位錯的滑移受阻，因此提高了材料的強度。47、雙交滑移 :如果交滑移后的位錯再轉(zhuǎn)回和原滑移面平行的滑移面上繼續(xù)運動，則稱為雙交滑移。48、單位位錯 : 把柏氏矢量等于單位點陣矢量的位錯稱為單位位錯。50、晶界偏聚 :由于晶內(nèi)與晶界上的畸變能差別或由于空位的存在使得溶質(zhì)原子或雜質(zhì)原子在晶界上的富集現(xiàn)象。68、孿晶 :孿晶是指兩個晶體（或一個晶體的兩部分）沿一個公共晶面構(gòu)成鏡面對稱的位向關(guān)系，這兩

13、個晶體就稱為孿晶，此公共晶面就稱孿晶面。73、位錯 :是晶體內(nèi)的一種線缺陷，其特點是沿一條線方向原子有規(guī)律地發(fā)生錯排；這種缺陷用一線方向和一個柏氏矢量共同描述。77、亞晶粒 :一個晶粒中若干個位相稍有差異的晶粒稱為亞晶粒。78、亞晶界 :相鄰亞晶粒間的界面稱為亞晶界。79、晶界能 :不論是小角度晶界或大角度晶界，這里的原子或多或少地偏離了平衡位置，所以相對于晶體內(nèi)部， 晶界處于較高的能量狀態(tài)， 高出的那部分能量稱為晶界能， 或稱晶界自由能。80、表面能 :表面原子處于不均勻的力場之中，所以其能量大大升高，高出的能量稱為表面自由能（或表面能） 。88、柏氏矢量 :描述位錯特征的一個重要矢量，它集

14、中反映了位錯區(qū)域內(nèi)畸變總量的大小和方向，也使位錯掃過后晶體相對滑動的量。91、位錯滑移 : 在一定應力作用下，位錯線沿滑移面移動的位錯運動。107、小角度晶界 :相鄰亞晶粒之間的位相差小于 10o，這種亞晶粒間的晶界稱為小角度晶界，一般小于 2o，可分為傾斜晶界、扭轉(zhuǎn)晶界、重合晶界等。70、孿生 :晶體受力后，以產(chǎn)生孿晶的方式進行的切變過程叫孿生。61、肖脫基空位:在個體中晶體中，當某一原子具有足夠大的振動能而使振幅增大到一定程度時， 就可能克服周圍原子對它的制約作用， 跳離其原來位置， 遷移到晶體表面或內(nèi)表面的正常結(jié)點位置上而使晶體內(nèi)部留下空位，稱為肖脫基空位。62、弗蘭克爾空位 :離開平衡

15、位置的原子擠入點陣中的間隙位置，而在晶體中同時形成相等數(shù)目的空位和間隙原子。第二章：固溶體1、固溶體：固溶體是固態(tài)下一種組元（熔質(zhì)）熔解在另一種組元（熔劑）中而形成的新相，其特點是固溶體具有熔劑組元的點陣類型。 晶格與固溶體相同的組元稱為熔劑， 其他的組元稱為溶質(zhì)。2、固溶體分類： 溶質(zhì)原子在熔劑點陣中所占的位置不同，可分為置換固溶體和間隙固溶體。按溶解度大小分為無限固溶體和有限固溶體， 按各組元原子在點陣中排列的秩序性又可分為無序固溶體和有序固溶體。3、置換固溶體固溶度三大規(guī)律：1.原子尺寸溶質(zhì)和熔劑的原子尺寸差別越小就越容易形成置換固溶體，并且溶解度越大；2.晶體結(jié)構(gòu)溶質(zhì)與熔劑的晶體結(jié)構(gòu)類

16、型相同是它們能夠形成無限固溶體的必要條件；3.電負性因素如果溶質(zhì)原子與熔劑原子的負電性相差很大，即兩者之間化學親和力很大，則它們往往容易形成比較穩(wěn)定的化合物；4.電子濃度4、間隙固溶體 :溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙而形成的固溶體稱為間隙固溶體。只能形成有限固溶體5、有序固溶體：當一種組元溶解在另一組元中時，各組元原子分別占據(jù)各自的布拉維點陣的一種固溶體，形成一種各組元原子有序排列的固溶體，溶質(zhì)在晶格完全有序排列。有序強化：對于某些具有無序 -有序轉(zhuǎn)變的固溶體來而言，有序狀態(tài)的強度高于無序狀態(tài)，這種現(xiàn)象也稱為有序強化。6、固溶強化：固溶體的硬度、強度往往高于組成它的各組元，而塑性較低，這種現(xiàn)象就

17、稱為固溶強化。強化的程度不僅取決于它的成分，還取決于固溶體的類型，結(jié)構(gòu)特點，固溶度等一系列因素。7、固溶強化規(guī)律：間隙式固溶質(zhì)原子的強化效果一般要比置換式固溶質(zhì)原子更顯著。這是因為間隙式固溶質(zhì)原子往往擇優(yōu)分布在位錯線上， 形成間隙原子氣團， 將位錯牢牢釘住， 從而造成強化。相反，置換式固溶質(zhì)原子往往均勻分布，雖然由于溶質(zhì)和熔劑原子尺寸不同，造成點陣畸變， 從而增加位錯的運動阻力， 但這種阻力比間隙原子氣團的釘扎力小得多， 因而強化作用也小得多。顯然，溶質(zhì)和熔劑原子尺寸相差越大或固溶度越小，固溶強化越顯著。8、金屬間化合物： 金屬與金屬， 或金屬與類金屬之間所形成的化合物統(tǒng)稱為金屬間化合物。9、

18、影響金屬間化合物的形成及其結(jié)構(gòu)的主要因素：電負性，電子濃度，原子尺寸。一一對應正常價化合物，電子化合物，間隙化合物。10、正常價化合物：就是符合原子價規(guī)則的化合物。11、電子化合物： 是由 IB 組或過度族金屬元素與IIB，IIIA,IVA 族金屬元素形成的金屬化合物。12、間隙化合物： 間隙化合物主要受組元的原子尺寸因素控制。通常是由過度族金屬與原子半徑很小的非金屬元素組成，后者處于化合物晶格的間隙中。13、金屬化合物的特性：具有極高的硬度，較高的熔點，而塑性很差。根據(jù)這一特性，絕大多數(shù)的工程材料將金屬化合物作為強化合金的第二相來使用。特殊的物理性質(zhì)： 諸如電學性質(zhì)，磁學性質(zhì)，聲學性質(zhì)，電子

19、發(fā)射性質(zhì)，催化性質(zhì)，化學穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性，和高溫強度等。14、間隙相 :當非金屬（ X）和金屬（ M）原子半徑的比值 rX/rM0.59 時，形成的具有簡單晶體結(jié)構(gòu)的相，稱為間隙相。15、點陣畸變 :在局部范圍內(nèi)，原子偏離其正常的點陣平衡位置，造成點陣畸變。通常把這部分增加的能量稱為點缺陷形成能。點缺陷：熱缺陷：當晶體中的溫度高于絕對 0K 時，由于晶格內(nèi)原子熱振動，使一部分能量較大的原子離開平衡位置造成缺陷雜志缺陷：由于外來原子進入晶體而產(chǎn)生的缺陷。非化學計量結(jié)構(gòu)缺陷（電荷缺陷） ：有一些化合物，它們的化學組成會明顯的隨著周圍氣氛的性質(zhì)和壓力的大小的變化而發(fā)生組成偏離化學計量的現(xiàn)象，由此產(chǎn)生

20、的晶體缺陷稱為。16、置換固溶體 :當溶質(zhì)原子溶入溶劑中形成固溶體時，溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑點陣的陣點，或者說溶質(zhì)原子置換了溶劑點陣的部分溶劑原子，這種固溶體就稱為置換固溶體。75、金屬鍵 :自由電子與原子核之間靜電作用產(chǎn)生的鍵合力。90、范德華鍵 : 由瞬間偶極矩和誘導偶極矩產(chǎn)生的分子間引力所構(gòu)成的物理鍵。99、同質(zhì)異構(gòu)體 :化學組成相同由于熱力學條件不同而形成的不同晶體結(jié)構(gòu)。101、布拉菲點陣 :除考慮晶胞外形外，還考慮陣點位置所構(gòu)成的點陣。102、配位多面體 :原子或離子周圍與它直接相鄰結(jié)合的原子或離子的中心連線所構(gòu)成的多面體，稱為原子或離子的配位多面體。104、拓撲密堆相 :由兩種大小不同的

21、金屬原子所構(gòu)成的一類中間相，其中大小原子通過適當?shù)呐浜蠘?gòu)成空間利用率和配位數(shù)都很高的復雜結(jié)構(gòu)。 由于這類結(jié)構(gòu)具有拓撲特征， 故稱這些相為拓撲密堆相。10、固溶強化：由于合金元素（雜質(zhì)）的加入，導致的以金屬為基體的合金的強度得到加強的現(xiàn)象。位錯的柏氏矢量具有的一些特性：用位錯的柏氏矢量可以判斷位錯的類型； 柏氏矢量的守恒性， 即柏氏矢量與回路起點及回路途徑無關(guān)；位錯的柏氏矢量個部分均相同。刃型位錯的柏氏矢量與位錯線垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。晶界具有的一些特性：晶界的能量較高， 具有自發(fā)長大和使界面平直化， 以減少晶界總面積的趨勢； 原子在晶界上的擴散速度高于晶內(nèi)， 熔點較低； 相變時新相

22、優(yōu)先在晶界出形核； 晶界處易于發(fā)生雜質(zhì)或溶質(zhì)原子的富集或偏聚； 晶界易于腐蝕和氧化； 常溫下晶界可以阻止位錯的運動，提高材料的強度。細化晶粒的方法：增加過冷度、變質(zhì)處理、振動與攪拌，加形核劑固溶強化規(guī)律： 在固溶體溶解度范圍內(nèi)， 合金元素的質(zhì)量分數(shù)越大， 則強化作用越大；溶質(zhì)原子與溶劑原子的尺寸差越大， 強化效果越顯著； 形成間隙固溶體的溶質(zhì)元素的強化作用大于形成置換固溶體的元素； 溶質(zhì)原子與溶劑原子的價電子數(shù)差越大， 則強化作用越大。鍛造或軋制晶界具有哪些特性？晶界的能量較高， 具有自發(fā)長大和使界面平直化， 以減少晶界總面積的趨勢； 原子在晶界上的擴散速度高于晶內(nèi)， 熔點較低； 相變時新相優(yōu)

23、先在晶界出形核； 晶界處易于發(fā)生雜質(zhì)或溶質(zhì)原子的富集或偏聚； 晶界易于腐蝕和氧化； 常溫下晶界可以阻止位錯的運動，提高材料的強度。簡述位錯與塑性、強度之間的關(guān)系。位錯：晶體中原子的排列在一定范圍內(nèi)發(fā)生有規(guī)律錯動的一種特殊結(jié)構(gòu)組態(tài)。晶體塑性變形的方式有滑移和孿晶，多數(shù)都以滑移方式進行。滑移的本質(zhì)就是位錯在滑移面上的運動，大量位錯滑移的結(jié)果造成了晶體的宏觀塑性變形。位錯滑移的結(jié)果造成了晶體的宏觀塑性變形，使材料發(fā)生屈服， 位錯越容易滑移， 強度越低，因此增加位錯移動的阻力，可以提高材料的強度。溶質(zhì)原子造成晶格畸變還可以與位錯相互作用形成柯氏氣團，都增加位錯移動的摩擦阻力，使強度提高。晶界、相界可以阻止位錯的滑移，提高材料的強度。所以細化晶粒、第二相彌散分布可以提高強度。與滑移相比孿晶有什么特點？孿晶是一部分晶體沿孿晶面對另一部分晶體做切變， 切變時原子移動的距離不是孿晶方向原子間距的整數(shù)倍； 孿晶面兩邊晶體的位相不同， 成鏡面對稱； 由于孿晶改變了晶體的取向，因此孿經(jīng)晶拋光后仍能重現(xiàn)；孿晶是一種均勻的切變。論述間隙原子、置換原子、位錯、晶界對材料力學性能的影響。間隙原子、 置換原子與位錯相互作用形成柯氏氣團，柯氏氣團增加位錯移動的阻力；溶質(zhì)原子造成晶格畸變，增加位錯移動的摩擦阻力，使強度提高，這就是固溶強化的機