《材料科學(xué)基礎(chǔ)重要內(nèi)容和要點》

Chap.1金屬的晶體結(jié)構(gòu)一、重要知識模塊1化學(xué)健理解固體物質(zhì)的化學(xué)鍵是決定材料力學(xué)性能和物理、化學(xué)性能的重要因素。利用雙原子模型，解釋物質(zhì)的彈性模量E、熔點、熱膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性等性質(zhì)同組成物質(zhì)化學(xué)鍵的關(guān)系。2晶體結(jié)構(gòu)晶體特征及其描述方法。根據(jù)參考軸間夾角和陣點的周期性，可將晶體分為7種晶系，14種晶胞。晶向、晶面的概念及其表示方法(指數(shù))。3典型的三種晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)的點陣模型；晶胞參數(shù)：原子半徑r、原子數(shù)、配位數(shù)、致密度；晶體中原子的堆垛方式；

晶體中的間隙

4晶體缺陷

認(rèn)識晶體缺陷的基木類型、基本特征、基本性質(zhì)；位錯模型；位錯的運(yùn)動特性了解：位錯線、滑移面、滑移方向。柏氏矢量的物理含義，柏氏矢量與位錯滑移大小和方向的關(guān)系。

規(guī)律運(yùn)用：點缺陷：幾個原子范圍的的彈性畸變區(qū)，形成應(yīng)變場；位錯：運(yùn)動特性；面缺陷：表面、界面—涉及原子排列、附加能量。掌握下列概念和術(shù)語:晶體、金屬鍵。重要簡述問題:從金屬鍵出發(fā),解釋金屬和合金能經(jīng)受塑性變形而不斷裂。材料E、熔點等參數(shù)與雙原子模型之關(guān)聯(lián)。解釋為什么fcc和hcp具有相同的致密度，卻具有不同的晶體結(jié)構(gòu)。何為亞結(jié)構(gòu)和亞晶界。舉例說明。第二章純金屬的結(jié)晶基本要求

(1)明確結(jié)晶相變的熱力學(xué)、動力學(xué)、能量及結(jié)構(gòu)條件。

(2)了解過冷度在結(jié)晶過程中的意義;

(3)均勻形核與非均勻形核的成因及在生產(chǎn)中的應(yīng)用;均勻形核時臨界晶核半徑和形核功的計算。（4)影響接觸角θ的因素有哪些?選擇什么樣的異相質(zhì)點可以大大促進(jìn)結(jié)晶過程?

（5)明確晶體的長大條件與長大機(jī)制。（6)界面的生長形態(tài)取決于液/固界面的結(jié)構(gòu)及界面前沿液相中的溫度梯度。純金屬只有溫?zé)徇^冷，故僅考慮溫度梯度的影響。（7）能用結(jié)晶理論說明生產(chǎn)實際問題，如晶粒細(xì)化工藝等。

熟悉下列概念及術(shù)語:結(jié)構(gòu)起伏、能量起伏;過冷度、理論結(jié)晶溫度;均勻形核、非均勻形核;臨界晶核、臨界形核功;樹枝狀長大;重要簡述問題:1.什么是理論結(jié)晶溫度？純金屬和合金結(jié)晶時，為什么一定需要過冷度？何為能量起伏，何為結(jié)構(gòu)起伏？簡述能量起伏和結(jié)構(gòu)起伏對結(jié)晶過程的作用。均勻形核時，臨界形核功為表面能增加的1/3，系統(tǒng)的自由能ΔG>0。為什么當(dāng)晶胚半徑大于臨界形核半徑r0，形核過程可以自發(fā)進(jìn)行？根據(jù)凝固理論，簡述細(xì)化晶粒的基本途徑。5.簡述純金屬在負(fù)的溫度梯度下，樹枝晶的生長過程；結(jié)晶完成后，金相觀察能看到樹枝狀晶粒否？第三章二元合金的相結(jié)構(gòu)與結(jié)晶元合金的相結(jié)構(gòu)基本要求（1）影響固溶度(摩爾分?jǐn)?shù))的因素：原子尺寸、電負(fù)性、電子濃度及晶體結(jié)構(gòu))。

(2)比較間隙固溶體、間隙相及間隙化合物的結(jié)構(gòu)和性能特點。

(3)熟悉金屬間化合物的分類、特點及性能。熟悉下列概念及術(shù)語:相、組織、固溶體重要簡述問題:簡述間隙固溶體固溶度遠(yuǎn)比置換固溶體固溶度小的原因。簡述間隙固溶體和間隙相的結(jié)構(gòu)和性能差異。何為金屬化合物，簡述其結(jié)構(gòu)和性能特點。二元相圖基本要求：基本要求(1)弄清相、組織、組織組成物等基本概念;(2)熟悉勻晶、共晶、共析、包晶等相圖，并能應(yīng)用它們分析相應(yīng)合金的結(jié)晶過程;(3)能認(rèn)識一般的二元相圖，利用相圖能分析任一合金平衡態(tài)的組織及推斷不平衡態(tài)可能的組織變化;(4)能利用相圖與性能的關(guān)系，預(yù)測材料性能;(5)理解成分過冷的形成及影響成分過冷的因素;成分過冷對組織形態(tài)的影響?(6)熟悉鐵碳合金平衡結(jié)晶過程及室溫下所得到的組織;(7)說明含碳量的改變怎樣影響鐵碳合金的組織和性能;

熟悉下列概念及述語:合金、相律、相圖;不平衡凝固

平衡分配系數(shù)；相組成物、組織組成物

重要簡述問題:簡述合金的異分結(jié)晶現(xiàn)象。何為不平衡結(jié)晶，簡述固溶體的不平衡結(jié)晶。簡述合金凝固時，為什么在正梯度下，能夠以樹枝晶方式生長。在Fe-C相圖中，分析不同成分合金的結(jié)晶過程、平衡結(jié)晶過程示意圖、分析室溫下的相組成物和組織組成物、用杠桿定律計算相組成物和組織組成物的相對含量。Chap5三元合金相圖熟練掌握以下基本概念和術(shù)語:

濃度三角形、相區(qū)相鄰規(guī)則、直線法則、重心法則、共扼線、共扼曲面、共扼三角形、蝴蝶形變化規(guī)律、單變量線、液相面、固相面、溶解度曲面、四相平衡轉(zhuǎn)變溫度、投影圖、垂直截面圖和等溫截面圖。chap6金屬及合金的塑性變形與斷裂基本要求(1)熟悉滑移、孿生變形的主要特點;滑移系統(tǒng)；(2)能用位錯理論解釋晶體的滑移過程，滑移帶和滑移線的形成，滑移系的特點;(3)理解加工硬化、細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化等產(chǎn)生的原因和它的實際意義;(4)熟悉材料塑性變形后內(nèi)部組織及性能的變化，這些變化的實際意義;

熟悉下列概念及術(shù)語:滑移、滑移面、滑移方向、孿生、孿晶、孿晶面、孿生方向;柯氏氣團(tuán);固溶強(qiáng)化、有序強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化，彌散強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化;胞狀亞結(jié)構(gòu)、加工硬化。重要簡述問題:三種典型晶體結(jié)構(gòu)的滑移面、滑移方向和滑移系數(shù)目，比較塑性變形能力強(qiáng)弱；簡述決定合金塑性變形能力的主要因素。何為加工硬化？加工硬化機(jī)制。何為固溶強(qiáng)化？固溶強(qiáng)化機(jī)制。何為柯氏氣團(tuán)，解釋柯氏氣團(tuán)的形成原因和對位錯的釘扎機(jī)理。寫出霍爾-佩奇(Hall-Petch)公式，簡述細(xì)晶強(qiáng)化機(jī)理。第二相強(qiáng)化理論中有彌散強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化，簡述二種強(qiáng)化機(jī)制。簡述塑性變形對金屬組織和性能的影響。Chap7金屬及合金的回復(fù)與再結(jié)晶基本要求（1）熟悉回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大機(jī)制；（2）熟悉回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大的驅(qū)動力；（3）回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大過程的組織和性能變化；熟悉下列概念及術(shù)語:重要簡述及分析問題:教材中習(xí)題chap8擴(kuò)散基本要求正確理解菲克定律及其物理實質(zhì)，并能夠較好地運(yùn)用菲克定律解決一些較簡單的擴(kuò)散；熟悉掌握擴(kuò)散的原子模型，能夠根據(jù)這一模型分析擴(kuò)散問題及各種因素對擴(kuò)散的影響。

了解并掌握以下概念與術(shù)語:

擴(kuò)散、自擴(kuò)散、互擴(kuò)散、間隙擴(kuò)散、空位擴(kuò)散、上坡擴(kuò)散、反應(yīng)擴(kuò)散、擴(kuò)散系數(shù)、互擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散激活能、晶界擴(kuò)散、表面擴(kuò)散、柯肯道爾效應(yīng)。重要簡述問題:簡述反應(yīng)擴(kuò)散時，相分布特點，分析