材料熱力學與動力學

1、材料熱力學與動力學參考書目：l.Atkins'physicalchemistryPeterAtkins,JuliodePaula.OxfordUniversityPress2002.2. <<Foundationofmaterialsscienceandengineering>>WilliamF.Smith2006.3. <<MaterialsScienceandEngineeringAnintroduction>>WilliamD.Callister2009.探l.Cp為什么是個常數？（材料結構、德拜公式、量子力學注：此題老師不止兩次提

2、到，有可能是考題哦練習題11. Howtogetmicrostructurepictureandhowtounderstandthem.1）掃描電子顯微鏡（SEM）,通過細聚焦電子束在樣品表面掃描激發(fā)出的各種物理信號來調制成像的顯微分析技術。應用：形貌分析（顯微組織、斷口形貌、三維立體形態(tài)）2）透射電子顯微鏡（TEM）,是采用透過薄膜樣品的電子束成像來顯示樣品內部組織形態(tài)與結構。應用：形貌分析（顯微組織和晶體缺陷）3）X射線衍射（XRD）,利用X射線在晶體中的衍射現象來分析材料的晶體結構、晶格參數、晶體缺陷（位錯等）、不同結構相的含量及內應力的方法。應用：點陣常數的測定、晶體對稱性的測定4）電

3、子探針（EPMA）利用聚焦的很細的電子束打在樣品的微觀區(qū)域，激發(fā)出樣品該區(qū)域的特征X射線。應用：微區(qū)毫米范圍顯微結構分析?？v坐標表示衍射強度，橫坐標2e表示衍射方向（衍射線在空間分布的方位）2. FromtheOM（OpticsMicroscope光學顯微鏡）picturesofakindsofsteelandanordinarypieceofchina,youcanderivewhatkindsofinformation,pleaselistthatandmakeashortdiscussion.鋼鐵材料的顯微組織根據含碳量的不同各有不同，相同含碳量在不同溫度下的組織也有所不同。含碳量為0.

4、77的鋼稱為共析鋼；含碳量低于0.77的鋼稱為亞共析鋼；含碳量為0.772.11%的鋼稱為過共析鋼；含碳量高于2.11%的稱為鑄鐵。不同含碳量和合金成分的鋼或鑄鐵，其顯微組織各不相同。同一成分的鋼或鑄鐵，經過不同的金屬熱處理后也具有不同的顯微組織。不同的顯微組織具有不同的性能，因此鋼鐵可以通過熱處理獲得不同的性能。鋼鐵顯微組織分析是研究鋼鐵和評定鋼鐵制品質量的重要手段。普通陶瓷材料經過光學顯微鏡觀察表面有氣孔、金相、玻璃相4. Howtolinkmicrostructurewithprocessing?5.Inyouropinion,howtodealwiththesolidstatemate

5、rialsmicrostructureevolutionishelpfultoyouwork?細晶強化：通過細化晶粒而使金屬材料力學性能提高的方法稱為細晶強化，工業(yè)上將通過細化晶粒以提高材料強度。方法：增加過冷度、變質處理、振動與攪拌、對于冷變形的金屬可以通過控制變形度、退火溫度來細化晶粒。固溶強化：融入固溶體中的溶質原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使滑移難以進行，從而使合金固溶體的強度與硬度增加。這種通過融入某種溶質元素來形成固溶體而使金屬強化的現象稱為固溶強化。加工硬化：金屬材料在再結晶溫度以下塑性變形時強度和硬度升高，而塑性和韌性降低的現象。又稱冷作硬化。產生原因是，金屬

6、在塑性變形時，晶粒發(fā)生滑移，出現位錯的纏結，使晶粒拉長、破碎和纖維化，金屬內部產生了殘余應力等。加工硬化的程度通常用加工后與加工前表面層顯微硬度的比值和硬化層深度來表示。第二相強化：復相合金與單相合金相比，除基體相以外，還有第二相存在。當第二相以細小彌散的微粒均勻分布于基體相中時，將會產生顯著的強化作用，這種強化作用稱為第二相強化。第二相強化的主要原因是它們與位錯間的交互作用，阻礙了位錯運動，提高了合金的變形抗力。時效強化：合金元素經固溶處理后，獲得過飽和固溶體。在隨后的室溫放置或低溫加熱保溫時，第二相從過飽和固溶體中析出，引起強度，硬度以及物理和化學性能的顯著變化，這一過程被稱為時效。6.F

7、orapieceofAluminaceramics（氧化鋁陶瓷），usingwhichwaystogetneededmicrostructurepictureandfromthattounderstanditsstructuredevelopment,propertyspecialtyandcontrolfactors,etc.金相顯微鏡，掃描電鏡觀察組織形貌。電熔剛玉由于經過熔融工藝加工過程，因此一次晶體較大，一般較燒結a_A1203大幾倍甚至幾百倍;硬度高;脆性大;晶體邊界尖銳。燒結a-A1203具有晶界圓滑及高硬度的特點，它的顆粒由大量細小微晶團聚而成。由燒結法制備的a_A1203粉體，

8、其顯微結構隨燒結溫度、添加劑、氣氛等條件的改變而改變。AdviceReading1.Consideringstandardchinaanditsprocessing.從毛坯到產品，陶瓷材料需要二次加工，但由于硬脆特性，陶瓷的加工性比多屬材料困難得多，因此需要開發(fā)優(yōu)質高效的陶瓷加工新工藝新技術。先進陶瓷的加工，涉及到陶瓷材料的性能，加工技術，檢測，連結和涂覆等許多方面。2.Discussabouttheformationprocessofthetricalciumsilicate（硅酸三鈣）.3. Reviewabouttheiron-carbonphaseanditsapplication（7

9、個區(qū)域）.鐵碳合金相圖是研究鋼鐵的重要理論基礎，它反映了平衡狀態(tài)下鐵碳合金的成分、溫度、組織三者之間的關系。鐵碳相圖是制定各種熱加工及熱處理工藝的依據，利用它還可以分析鋼鐵材料的性能，從而作為選材的理淪根據，它是學習鐵碳合金的一個重要工具。鐵碳相圖的應用可歸納為以下幾個方面:第一個方面（1.估算碳鋼和鑄鐵鑄造熔化加熱溫度）是對已確定了化學成分的鐵碳合金.參照鐵碳相圖選擇熱加工工藝方法。例如45鋼在800°C以上溫度范圍內處于塑性極好的單相奧氏體區(qū)，故它可在此溫度以上的區(qū)域進行鍛造加工，以獲得所需要的外觀形態(tài)及內部組織形態(tài)。而含碳量在2.11%以上的鐵碳合金，無論加熱到什么溫度也無法獲

10、得塑性良好的單相組織狀態(tài)。因此，無法使用鍛造加工方法進行成型加工，然而，它們的熔點卻明顯低于含碳量為2.11%以下的其它合金。因此，它們更適宜采用鑄造加工工藝第二方面（2.估算碳鋼鍛造加熱溫度）在選材的過程中，可通過對不同化學成分的合金在室溫時組織結構的分析，大致獲得這些不同化學成分的合金在性能上的差異，然后再依據零件的服役條件和性能要求選擇適宜的材料。例如，鐵碳合金隨著含碳量的提高，滲碳體的數量不僅越來越多，而且它的形態(tài)也在逐漸變化，進而導致機械性能規(guī)律性變化。第三方面（3.估算熱處理加熱溫度）是鐵碳相圖與熱處理工藝有著十分密切的聯(lián)系。例如，淬火是強化鋼材的重要手段之一。它是通過使過冷奧氏體轉變?yōu)轳R氏體而實現的。結合鐵碳相圖，我們便可知道為什么不同的鋼材（特別是指含碳量不同的鋼材）應選擇不