材料科學(xué)概論考點(diǎn)總結(jié)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1·材料: 材料是人類社會(huì)所能接受的、可經(jīng)濟(jì)地制造有用物品的物質(zhì)(Materials is the stuff from which a thing is made for using.)2·材料的分類及類型: 按服役領(lǐng)域分類：結(jié)構(gòu)材料 (受力，承載)，功能材料 (半導(dǎo)體，超導(dǎo)體以及光、電、聲、磁等)按化學(xué)組成分：金屬材料，無(wú)機(jī)非金屬材料，高分子材料，復(fù)合材料按材料尺寸分：零維材料，一維材料，二維材料，三維材料按結(jié)晶狀態(tài)分：晶態(tài)材料，非晶態(tài)材料，準(zhǔn)晶態(tài)材料3·材料科學(xué)：是一門以實(shí)體材料為研究對(duì)象，以固體物理，熱力學(xué)，動(dòng)力學(xué)，量子力學(xué)，冶金

2、，化工為理論基礎(chǔ)的交叉型應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科。4·材料的發(fā)展要素：材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、合成加工、性質(zhì)與使用性能5·材料的力學(xué)性能：彈性模量，強(qiáng)度，塑性，斷裂韌性，硬度6·塑性變形：材料在外力作用下產(chǎn)生去除外力后不能恢復(fù)原狀的永久性變形稱為塑性變形。塑性變形具有不可逆性7·能帶：滿帶，空帶，價(jià)帶，禁帶8·磁性的分類：磁滯回線： Hc：矯頑力 Hm：飽和磁場(chǎng)強(qiáng)度Br：剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bs：飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度9·不同材料的熱導(dǎo)率特性：金屬材料有很高的熱導(dǎo)率，無(wú)機(jī)陶瓷或其它絕緣材料熱導(dǎo)率較低，半導(dǎo)體材料的熱傳導(dǎo)，高分子材料熱導(dǎo)率很低10·固溶

3、體：合金的組元以不同的比例相互混合混合后形成的固相的晶體結(jié)構(gòu)與組成合金的某一組元的相同這種相就稱為固溶體.11·斷裂韌度：是衡量材料在裂紋存在的情況下抵抗斷裂的能力12·影響斷裂失效的因素：（1）材料機(jī)械性能的影響 （2）零件幾何形狀的影響 （3）零件應(yīng)力狀態(tài)的影響（4）加工缺陷的影響（5）裝配、檢驗(yàn)產(chǎn)生缺陷的影響13·穿晶斷裂：裂紋在晶粒內(nèi)部擴(kuò)展，并穿過(guò)晶界進(jìn)入相鄰晶粒繼續(xù)擴(kuò)展直至斷裂14·沿晶斷裂：裂紋沿晶界擴(kuò)展導(dǎo)致斷裂15·磨損的定義：在機(jī)件表面互相接觸并作相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦過(guò)程中，會(huì)有微小顆粒從表面不斷分離出來(lái)形成尺寸和形狀不同的磨屑，

4、使材料逐漸損失，導(dǎo)致機(jī)件尺寸變化和質(zhì)量損失，這種表面損傷現(xiàn)象即為磨損。16·磨損的分類：黏著磨損、磨料磨損、腐蝕磨損及疲勞磨損17·結(jié)構(gòu)材料的失效：材料在外加載荷和環(huán)境的作用下，會(huì)逐漸損失原有的物理、化學(xué)或力學(xué)性能，直至不能繼續(xù)服役，這一現(xiàn)象稱為失效。18·其常見(jiàn)的失效形式：過(guò)量變形，斷裂，磨損，腐蝕 19·材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位及作用：材料的使用水平?jīng)Q定了這個(gè)國(guó)家的科技發(fā)展水平,而一個(gè)國(guó)家的科技水平是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的命脈的控制因素之一。材料的高水平利用以及高尖端的開發(fā)必然可以為國(guó)民經(jīng)濟(jì)助力。20·金屬材料的特性： 良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。 正的電阻溫

5、度系數(shù)，即隨溫度升高電阻增大。絕大多數(shù)金屬具有超導(dǎo)性，即在溫度接近于絕對(duì)零度時(shí)電阻突然下降，趨近于零。 良好的反射能力，不透明性及金屬光澤。 良好的塑性變形能力21·Fe-C相圖有什么用：它是編制熱處理制度的重要依據(jù)，可以通過(guò)鐵碳平衡圖了解鐵碳在不同溫度區(qū)間的金相組織，從而確定熱處理溫度。22·材料的蠕變極限：材料在高溫長(zhǎng)期載荷下對(duì)緩慢塑性變形（即蠕變）的抗力；以 表示700下經(jīng)1000h產(chǎn)生0.2%殘余變形量的最大應(yīng)力23·材料的持久強(qiáng)度：材料在高溫長(zhǎng)期載荷下對(duì)斷裂的抗力； 以 表示在500下經(jīng)10000h發(fā)生斷裂的應(yīng)力值。24·提高材料熱強(qiáng)性的途徑：

6、固溶強(qiáng)化：加入基體固溶強(qiáng)化元素Cr、Ni、W、Mo等析出相強(qiáng)化：加入第二相沉淀強(qiáng)化元素V、Ti、Nb等晶界強(qiáng)化：加入微量晶界強(qiáng)化元素硼(B)與稀土(RE)元素，起凈化晶界或填充晶界空位的作用。25·耐磨鋼的性能及成分特點(diǎn)：有很高的耐磨性和韌性。高錳鋼是目前最主要的耐磨鋼；（1）高碳保證鋼的耐磨性和強(qiáng)度，（2）高錳它和碳配合，保證完全獲得奧氏體組織，（3）一定量的硅 硅可改善鋼水的流動(dòng)性，并起固溶強(qiáng)化的作用26·鐵素體：碳與a相(BCC)鐵形成的間隙固溶體，F(xiàn)errite。奧氏體：碳與g相(FCC)鐵形成的間隙固溶體，Austenite滲碳體：碳與鐵一起形成的化合物

7、 用Fe3C表示，一般含碳6.67。27·退火：把鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后在退火爐中緩慢冷卻，以獲得接近平衡組織的熱處理工藝。 正火：將鋼件加熱到A3（或Acm）以上3050，保溫適當(dāng)?shù)臅r(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻，得到珠光體組織的熱處理工藝。淬火：將鋼加熱至奧氏體化后，迅速置于水中或機(jī)油中快速冷卻，使組織轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體的熱處理工藝。鋼材經(jīng)淬火后，強(qiáng)度和硬度提高，脆性增大，塑性和韌性明顯降低 回火：將淬火鋼加熱至A1點(diǎn)以下某一溫度保溫一定時(shí)間后，以適當(dāng)方式冷卻到室溫的熱處理工藝28·鋼鐵的常規(guī)熱處理工藝種類及特點(diǎn)29·合金鋼牌號(hào)的命名規(guī)則：在牌號(hào)之首用數(shù)字

8、標(biāo)明碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。結(jié)構(gòu)鋼用碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的萬(wàn)分?jǐn)?shù)來(lái)表示（兩位數(shù)）；工具鋼和特殊性能鋼用碳的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)的千分?jǐn)?shù)來(lái)表示（一位數(shù)），而工具鋼的碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1%時(shí)，就不再標(biāo)出。 在之后用元素符號(hào)表明鋼中的主要合金元素，質(zhì)量分?jǐn)?shù)由其后綴的數(shù)字標(biāo)明，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.5%時(shí)不標(biāo)，平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%-2.49%、2.5%-3.49%時(shí)，相應(yīng)標(biāo)出2、3等。 30·不銹鋼的特點(diǎn)及“不銹”原理：（1）耐腐蝕性能越高，碳的含量要越少。因?yàn)镃的存在增加陰極相（碳化物），特別是與Cr能形成碳化物在晶界析出。（2）Cr能提高基體的電極電位，Cr在氧化性介質(zhì)中極易鈍化，生成致密的氧化膜，使鋼的耐蝕性

9、大大提高。（3）加入Mo、Cu等，可提高鋼在非氧化性酸中的耐蝕能力。（4）加入Ti、Nb等，能比Cr優(yōu)先與C形成穩(wěn)定的碳化物。（5）加入Mn、N等，部分替代Ni，提高在有機(jī)酸中的耐蝕性。 鉻含量大于12%，碳含量可高達(dá)1.2%，具有足夠高的耐蝕性31·影響金屬表面腐蝕的因素：化學(xué)不均勻性，能量不均勻性，化學(xué)成分，壓力，溫度 32·防止金屬表面腐蝕的方法：改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，把鉻、鎳加入普通鋼中制成不銹鋼。在金屬表面覆蓋保護(hù)層。例如，在金屬表面涂漆、電鍍或用化學(xué)方法形成致密耐腐蝕的氧化膜等。電化學(xué)保護(hù)法。還有加緩蝕劑33·金屬表面改性的方法：激光表面改性；離子

10、注入表面改性；化學(xué)熱處理表面改性金屬表面涂塑，氣相沉積硬涂層技術(shù)34·傳統(tǒng)陶瓷、特種陶瓷的概念與分類：傳統(tǒng)陶瓷：主要指黏土制品，以天然的硅酸鹽礦物為原料經(jīng)粉碎、成形、燒結(jié)制成的產(chǎn)品。包括日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、化工陶瓷等，產(chǎn)量大，用途廣 特種陶瓷：是以高純化工原料和合成礦物為原料，沿用傳統(tǒng)陶瓷的工藝流程制備的陶瓷，是具有特殊力學(xué)、物理或化學(xué)性能的陶瓷。也稱為現(xiàn)代陶瓷、新型陶瓷、精細(xì)陶瓷、高技術(shù)陶瓷等。按性能和應(yīng)用可分為：電子陶瓷、光學(xué)陶瓷等；按化學(xué)成分可分為：氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷最常用的分類方法：結(jié)構(gòu)陶瓷材料（工程陶瓷材料）和功能陶瓷材料；35·陶瓷材料的相組成：

11、大致可分為3種：晶體相、玻璃相和氣相（氣孔）。36·陶瓷材料生產(chǎn)過(guò)程三大步驟：原料配制、坯料成形和制品燒成37·粉末制備方法：1)固相法：還原法、熱分解法、自蔓延高溫合成法等。 2)氣相法：氣相合成法、氣相熱分解法。 3)液相法：直接沉淀法、均勻沉淀法、共沉淀法、醇鹽水解法、溶膠-凝膠法。 4)機(jī)械法：球磨、振動(dòng)球磨、攪動(dòng)球磨、氣流粉碎等方法。5)溶劑蒸發(fā)法。38·影響Al2O3陶瓷燒結(jié)的因素：成形方法的影響；燒結(jié)制度的影響（燒結(jié)溫度，升溫速率，壓力）；燒結(jié)氣氛的影響39·特種陶瓷與普通陶瓷的區(qū)別：在原料上，突破了傳統(tǒng)陶瓷以黏土為主要原料的局限，特種陶瓷

12、一般以純度較高的氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硅化物等為主要原料；在制備上，突破了傳統(tǒng)陶瓷以爐窯為主要燒結(jié)設(shè)備的界限，廣泛采用真空燒結(jié)、保護(hù)氣氛燒結(jié)，采用熱壓、熱等靜壓等手段；在性質(zhì)上，特種陶瓷有不同的特殊性質(zhì)和功能。40·陶瓷材料的晶體缺陷：點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷41·提高陶瓷材料強(qiáng)度及減輕脆性的途徑：制造微晶、高密度、高純度的陶瓷，提高晶體的完整性是陶瓷發(fā)展的重要方向。把陶瓷制成截面細(xì)小的纖維及晶須，減少缺陷存在的幾率，強(qiáng)度可提高1-2數(shù)量級(jí)通過(guò)適當(dāng)工藝在陶瓷表面造成一層殘余壓應(yīng)力，以部分抵消外加拉應(yīng)力，可提高其強(qiáng)度復(fù)合強(qiáng)化是發(fā)揮陶瓷材料優(yōu)勢(shì)的重要途徑。纖維增強(qiáng)的陶瓷

13、基復(fù)合材料可有效地改善材料的強(qiáng)韌性42·材料內(nèi)部熱應(yīng)力產(chǎn)生的原因：1、機(jī)械約束；2、均質(zhì)材料中出現(xiàn)溫度梯度；3、非均質(zhì)固體中各相之間的熱膨脹系數(shù)的差別；4、單相多晶體中熱膨脹系數(shù)各向異性。 43·耐火材料制備時(shí)原料煅燒目的：(1)去除原料中易揮發(fā)的雜質(zhì)和夾雜物；(2)使原料的顆粒致密化及結(jié)晶長(zhǎng)大；(3)促使完成同質(zhì)異晶的晶型轉(zhuǎn)化。44·生物陶瓷的定義：用于人體器官替換，修補(bǔ)及外科矯形等的陶瓷材料種類：生物惰性陶瓷；生物活性陶瓷優(yōu)點(diǎn)：1）具有良好的力學(xué)性能，并且極其穩(wěn)定；在體內(nèi)難于溶解，不易氧化，不易腐蝕變質(zhì)，熱穩(wěn)定性好，便于消毒；2）耐磨，有一定潤(rùn)滑性，不易產(chǎn)生疲

14、勞現(xiàn)象，而且和人體組織的親和性好；3）組成范圍比較寬，可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的要求設(shè)計(jì)組成，以調(diào)節(jié)性能； 45·生物材料的發(fā)展趨勢(shì)：展望未來(lái)，隨著生物材料學(xué)和其他學(xué)科發(fā)生著越來(lái)越頻繁的交叉，新的材料的發(fā)現(xiàn)，以及舊的材料的改造與改良，生物材料在21世紀(jì)將會(huì)大量的應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)，將會(huì)有越來(lái)越多的性能優(yōu)異，功能多樣的生物材料造福人類。46·耐火材料：耐火材料是耐火度不低于1580的無(wú)機(jī)非金屬材料47·不定形耐火材料定義、特點(diǎn)及分類：不定形耐火材料是由合理級(jí)配的顆粒料、粉狀料、結(jié)合劑與外加劑共同組成的不經(jīng)成型和燒成而直接使用的耐火材料 。 分類： 1）按耐火骨料品質(zhì)分類:硅質(zhì)、

15、粘土質(zhì)、高鋁質(zhì)、鎂質(zhì)等等2)按所用結(jié)合劑分類:水泥結(jié)合、粘土結(jié)合、水玻璃結(jié)合、超微粉結(jié)合等等按熱工設(shè)備或使用部位命名:轉(zhuǎn)爐鎂質(zhì)噴補(bǔ)料、鋼包永久層澆注料、高爐出鐵溝澆注料等等；3)按施工和使用方法分類: 耐火澆注料：一般借助振動(dòng)器施工;耐火搗打料：借助風(fēng)鎬或人工搗打；耐火噴涂、噴補(bǔ)、涂抹料：借助噴補(bǔ)機(jī)或人工涂抹； 耐火泥（漿）：人工砌筑耐火磚的填縫材料；耐火投射料：以投射方式施工 ； 特點(diǎn)：1）工廠占地面積小，投資少，能耗低；2）生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)便，勞動(dòng)強(qiáng)度低； 3）供貨周期短； 適用性強(qiáng)，可制成任何形狀的構(gòu)筑物； 4）施工簡(jiǎn)便，直接使用或調(diào)配后使用；5）使用方便，可進(jìn)行在線或離線修補(bǔ)48·

16、耐火度：耐火材料在高溫作用下而不熔化的性質(zhì)稱為耐火度；多相體達(dá)到某一特定軟化程度的溫度荷重軟化溫度：耐火材料在規(guī)定的升溫條件下，受恒定載荷產(chǎn)生規(guī)定變形時(shí)的溫度；是耐火材料以恒荷重、持續(xù)升溫法所測(cè)定的高溫力學(xué)性質(zhì)；表示制品對(duì)高溫和荷重同時(shí)作用的抵抗能力；表示耐火材料呈現(xiàn)明顯塑性變形的軟化范圍。49·石灰的特性及應(yīng)用：1）生可塑性和保水性好；2）石灰水化時(shí)水化熱大，體積增大；3）硬化緩慢；4）硬化時(shí)體積收縮大：硬化過(guò)程中， 蒸發(fā)大量的游離水而引起顯著收縮，促使制品開裂 5）硬化后強(qiáng)度低；6）耐水性差：氫氧化鈣晶體易溶于水。應(yīng)用：1）建筑砂漿和石灰乳；2）無(wú)熟料水泥 石灰火山灰活性材料 3

17、）三合土 灰粘土砂水 4）材制品的原料如：硅酸鹽制品、灰砂制品、碳化板等。5）地基加固50·石膏凝結(jié)硬化的影響因素：石膏的組成；膏漿體的用水量；外加劑；細(xì)度51·硅酸鹽水泥的生產(chǎn)：兩磨一燒 黏土，石灰石和調(diào)節(jié)原節(jié)原料一起粉磨得到生料生料煅燒得到熟料熟料，石膏和混合材一起粉得到水泥52·共聚物：兩種或更多種的小分子一個(gè)接一個(gè)地連接成鏈狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子，稱為共聚物。 53·立體異構(gòu)：stereoisomerism是在有相同分子式的化合物分子中，原子或互相連接的次序相同，但在空間的排列方式不同，與（根據(jù)情況不同可以分為：、三種。）同屬有機(jī)化學(xué)范疇中的現(xiàn)象5

18、4·高分子材料的定義：高分子材料是由可稱為單體的原料小分子通過(guò)聚合反應(yīng)而合成的。絕大部分原料單體為有機(jī)化合物三大合成高分子材料：塑料 合成橡膠 合成纖維55·高分子材料的近程結(jié)構(gòu)：包含結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)單元的鍵接方式、結(jié)構(gòu)單元空間立構(gòu)、支化與交聯(lián)、結(jié)構(gòu)單元鍵接序列遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)：指整個(gè)高分子鏈的結(jié)構(gòu)。包含高分子鏈尺寸(相對(duì)分子質(zhì)量)和高分子鏈的形態(tài)(高分子鏈的構(gòu)象和鏈柔性)。 56·高分子材料老化的機(jī)理 產(chǎn)生大分子鏈的交聯(lián)變硬、變脆、開裂。 大分子鏈斷開變軟、發(fā)粘、褪色。 防止老化的方法：進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性，提高穩(wěn)定性。例如：聚氯乙烯在氯氣中用紫外線照射，成為氯化聚氯乙烯