CG共和国原创教程
作者：風的守望者英文：Karl Pan
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Mentalray 标准材质讲解
理论篇
首先来看下其在MAX中的界面，然后我们中界面慢慢剖析mentalray材质。
从上面的界面就可以看出mentalray材质是由shader组成的，那么我们不难分析出mentalray 材质在max可以由10种不同类型的shader组成，其中的shader类型我们可以分为基础shader、焦散与GI shader、扩展shader、高级效果shader。
下面这张图我们也能看到是一样的类型shader，在不管您使用什么类型的材质时都可以很方便的切换为mentalray标准材质类型，如果不满意我们还可以切换回去，这一点让笔者感觉到max中整合mentalray渲染器做到很人性化。
只要我们打开旁边的小锁就可以直接调用到mentalray shader。
注意：如果我们使用的mentalray标准材质那么必须要在其表面
shader（Surface Shader）指定一种shader，否则mentalray无法渲染这种材质，其他9种shader 只要在我们具体使用时调用就可以了。
这界面中笔者还有一个地方没有点到，那这个选项是用来做什么的呢？从表面字节可以看出是优化作用，也就是把材质标记为不透明材质，从而在制作非透明材质渲染时就能提到一定的速度，这个优化功能目前只有在max中才有。
关于其中详细的shader知识请查看shader章节。
应用篇
下面我们来看一个简单的max mentalray 标准材质应用。
首先打开光盘文件 mentalray_material_st.max
打开之后我们看到是一个很简单的场景。
一个普通的茶壶，一个目标聚光灯，一个地面。
上面图片是茶壶的材质，只是制定了mentalray 标准材质的表面shader和阴影shader。
表面shader制定为默认参数的DGS material shader ，阴影shader制定一个辉光（glow）shader 并把glow颜色制定成红色（1，0，0），其他不变。
灯光设置图如下
渲染结果
我们可以看到茶壶本身材质是带有高光和反射的灰色材质，但是我们却在阴影看到是红色发光阴影。
现在我们可以把glow shader 取消，这只要我去掉shadow的勾就行了。
下面是取消勾的渲染效果
这时我们不难发现茶壶材质是还是一样的，但是阴影比较单调了，也变的暗黑了。
如果现在我再取消表面shader的话，，那渲染结果如下
这时我们什么也没发现。也就是笔者之前说的，mentalray标准材质的表面shader必须要指定，否则无法渲染出这种材质，由于材质跟模型的联系的，所以我们也无法看阴影。就好像“消失”了，其实茶壶物体还是参加在渲染序列中。
第一章钢的合金化原理 1．名词解释 1）合金元素: 特别添加到钢中为了保证获得所要求的组织结构从而得到一定的物理、化学或机械性能的化学元素。(常用M来表示) 2）微合金元素: 有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。 3）奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如Mn, Ni, Co, C, N, Cu；4）铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。如：V，Nb, Ti 等。 5）原位析出: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物如Cr钢中的Cr： ε-FexC→Fe3C→（Fe, Cr）3C→（Cr, Fe）7C3→（Cr, Fe）23C6 6）离位析出: 在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高（二次硬化效应）。如V，Nb, Ti等都属于此类型。 2．合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素？哪些是奥氏体形成元素？哪些能在a-Fe中形成无限固溶体？哪些能在g-Fe 中形成无限固溶体？ 答：铁素体形成元素：V、Cr、W、Mo、Ti、Al； 奥氏体形成元素：Mn、Co、Ni、Cu 能在a-Fe中形成无限固溶体：V、Cr； 能在g-Fe 中形成无限固溶体：Mn、Co、Ni 3．简述合金元素对扩大或缩小γ相区的影响，并说明利用此原理在生产中有何意义？ 答：（1）扩大γ相区：使A3降低，A4升高一般为奥氏体形成元素 分为两类：a.开启γ相区：Mn, Ni, Co 与γ-Fe无限互溶. b.扩大γ相区：有C，N，Cu等。如Fe-C相图，形成的扩大的γ相区，构成了钢的热处理的基础。 （2）缩小γ相区：使A3升高，A4降低。一般为铁素体形成元素 分为两类:a.封闭γ相区：使相图中γ区缩小到一个很小的面积形成γ圈,其结果使δ相区与α相区连成一片。如V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb。 b.缩小γ相区：Zr, Nb, Ta, B, S, Ce 等 （3）生产中的意义：可以利用M扩大和缩小γ相区作用，获得单相组织，具有特殊性能，在耐蚀钢和耐热钢中应用广泛。 4．简述合金元素对铁碳相图（如共析碳量、相变温度等）的影响。 答：答：1）改变了奥氏体区的位置 2）改变了共晶温度：（l）扩大γ相区的元素使A1，A3下降； (2)缩小γ相区的元素使A1，A3升高。当Mo>8.2%, W>12%,Ti>1.0%,V>4.5%,Si>8.5%，γ
习题集名词解释 1.冲击韧性：材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性，以在冲击力作用下材料破坏时单位面积所吸收的能量a k表示。 2.布氏硬度：是压入法硬度试验之一，所施加的载荷与压痕表面积的比值即为布氏硬度值。 3.洛氏硬度：是压入法硬度试验之一，它是以压痕深度的大小来表示硬度值。 4.韧脆转变温度：材料的冲击韧性随温度下降而下降，在某一温度范围内a k值发生急剧下降的现象称为韧脆转变，发生韧脆转变的温度范围称为韧脆转变温度。 5.工艺性能：表示材料加工难易程度的性能。 6.金属键：金属离子通过正离子和自由电子之间引力而相互结合，这种结合键称为金属键。 7.晶格：为了研究方便，将构成晶体的原子抽象为平衡中心位置的纯粹几何点，称为结点或阵点。用一些假想的空间直线将这些点连接起来，构成一个三维的空间格架，称为空间点阵，简称为晶格或点阵。 8.晶胞：反映晶格特征的最小几何单元来分析晶体中原子排列的规律，这个最小的几何单元称为晶胞。 9.致密度：晶胞中原子本身所占有的体积与晶胞体积之比称为致密度。 10.晶体和非晶体：原子在三维空间作有规律的周期性重复排列的物质称为晶体，否则为非晶体。 11.空位：空位是指在正常晶格结点上出现了空位，空位的产生是由某些能量高的原子通过热振动离开平衡位置引起的。 12.间隙原子：间隙原子是指个别晶格间隙中存在的多余原子。间隙原子可以是基体金属原子，也可以是外来原子。 13.位错：当晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体沿某一晶面发生局部滑移时，滑移面上滑移区与未滑移区的交界线称为位错。 14.各向异性：晶体中，由于各晶面和各晶向上的原子排列的密度不同，因而同一晶体的不同晶向和晶面上的各种性能不同，这种现象称为各向异性。 15.晶粒和晶界：多晶体中每个外形不规则的小晶体称为晶粒，晶粒之间的交界面就是晶界。 16.合金：合金是指由两种或两种以上金属元素、或金属元素与非金属元素组成的具有金属特性的物质。 17.相：金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其他部分有界面分开的均匀组成部分称为相。 18.固溶体：合金的组元之间相互溶解，形成一种成分及性能均匀的、且结构与组成元素之一的晶体结构相同的固相称为固溶体。 19.固溶强化：随溶质含量增加，固溶体的强度、硬度增加，塑性、韧性下降的现象称为固溶强化，这是金属强化的重要方法之一。 20.凝固和结晶：物质从液态到固态的转变过程称为凝固。材料的凝固分为两种类型:一种是形成晶体，我们称之为结晶；另一种是形成非晶体。 21.过冷和过冷度：实际结晶温度低于理论结晶温度的现象称为过冷。理论结晶温度T0与实际结晶温度T1之差称为过冷度。 22.非自发形核：结晶过程中，依靠液体中存在的固体杂质或容器壁形核，则称
名词解释 第一章： 1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。 3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。 4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。 韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b的台阶。 8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。是解理台阶的一种标志。 9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。 10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。 沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。 11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变 12.弹性不完整性：理想的弹性体是不存在的，多数工程材料弹性变形时，可能出现加载线与卸载线不重合、应变滞后于应力变化等现象,称之为弹性不完整性。弹性不完整性现象包括包申格效应、弹性后效、弹性滞后和循环韧性等 13.弹性极限：式样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。 14.静力韧度：金属材料在静拉伸时单位体积材料断裂前所吸收的功。 15.正断型断裂：断裂面取向垂直于最大正应力的断裂。 16.切断型断裂：断裂面取向与最大切应力方向一致而与最大正应力方向约成45度的断裂 17.解理断裂：沿解理面断裂的断裂方式。 第二章： 1.应力状态软性系数：材料或工件所承受的最大切应力τmax和最大正应力σmax比值 2.缺口效应：由于缺口的存在，在载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化，产生所谓的缺口效应。（1：应力集中2.使塑性材料强度增高塑性降低） 3.缺口敏感度：缺口试样的抗拉强度σbn的与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值，称为缺口敏感度 4.缺口强化现象：在存在缺口的条件下出现了三向应力状态，并产生应力集中，试样的屈服应力比单向拉伸时高 5.布氏硬度：用钢球或硬质合金球作为压头，采用单位面积所承受的试验力计算而得的硬度 6.洛氏硬度：采用金刚石圆锥体或小淬火钢球作压头，以测量压痕深度所表示的硬度
习题集名词解释 1.30. 奥氏体：碳在γ-Fe中的间隙固溶体称为奥氏体。 2.52. 奥氏体化：将钢加热到临界温度以上使组织完全转变为 奥氏体的过程。 3. B 2.布氏硬度：是压入法硬度试验之一，所施加的载荷与压 痕表面积的比值即为布氏硬度值。 4. B 3 5.变质处理：变质处理又称孕育处理，是一种有意向液 态金属中加入非自发形核物质从而细化晶粒的方法。 5. B 43.变形织构：由于塑性变形的结果而使晶粒具有择优取 向的组织叫做“变形织构”。 6. B 53.本质晶粒度：在规定条件下（930±10℃，保温3～8h） 奥氏体的晶粒度称为奥氏体本质晶粒度，用以评定刚的奥氏体晶粒长大倾向。 7. C 1.冲击韧性：材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击 韧性，以在冲击力作用下材料破坏时单位面积所吸收的能量ak表示。 8. C 54.残余奥氏体：多数钢的Mf点在室温以下，因此冷却到 室温时仍会保留相当数量未转变的奥氏体，称之为残余（留）奥氏体，常用′或A′来表示。 9. C 57.淬火：所谓淬火就是将钢件加热到Ac3（对亚共析钢） 或Ac1（对共析和过共析钢）以上30～50℃，保温一定时间后快速冷却（一般为油 10.冷或水冷）以获得马氏体（或下贝氏体）组织的一种工艺操 作。 11.C 59.淬透性：指钢在淬火时获得淬硬层（也称淬透层）深 度的能力。 12.C 60.淬硬性：淬硬性是指钢淬火后所能达到的最高硬度， 即硬化能力。它主要取决于马氏体的硬度和马氏体、碳化物和残余奥氏的相对量及其组织形态。马氏体的硬度取决于马氏体的含碳量。 13.D 58.等温淬火：将加热的工件放入温度稍高于Ms点的硝盐 浴或碱浴中，保温足够长的时间使其完成贝氏体转变，获得下贝氏体组织。 14.E 70二次硬化：含W、Mo和V等元素的钢在回火加热时由 于析出细小弥散分布的碳化物以及回火冷却时残余奥氏体 转变为马氏体，使钢的硬度不仅不降低，反而升高的现象。 15.E 33.二次渗碳体：从奥氏体中析出的渗碳体，称为二次渗碳 体。二次渗碳体通常沿着奥氏体晶界呈网状分布。 16.F 22.非自发形核：结晶过程中，依靠液体中存在的固体杂质 或容器壁形核，则称为非自发形核，又称非均匀形核。17.G 26.杠杆定律：即合金在某温度下两平衡相的重量比等于 该温度下与各自相区距离较远的成分线段之比。在杠杆定律中，杠杆的支点是合金的成分，杠杆的两个端点是所求的两平衡相（或两组织组成物）的成分。这种定量关系与力学中的杠杆定律完全相似，因此也称之为杠杆定律。 18.G 28.共晶转变：在恒温下一定成分的液体同时结晶出两种 成分和结构都不相同的固相的转变过程。 19.G 82.固溶处理：经加热保温获得单一固溶体，再经快速冷
这教程全部使用Autodesk Maya8.5的MentalRay进行渲染 “幸福就像阳光：有光线的环境才让人感到舒适。”让我们开始这次由Otto Ludwing（奥托.路德）提供的案例练习. 欢迎共同讨论关于挑战制作写实3D室内环境的可行性。Maya Mental Ray的用户在开始这次封闭式训练的时候，一定又是习惯性的害怕起来，甚至会指尖冒汗^_^；因为这是一流的灯光环境制作训练。在这里没有任何其他的理由，你只需要为这场“战斗”准备一个战场指南（即本次教程），并且需要一点点的耐心和细心^_^。 好了，这一切为了什么？让我们看看这次练习的示范场景（图片1）
图1 像你所看到的一样，我们有一个封闭的房间；你能看到船的内部有一个舷窗和一个非常有特色的门。让我们想象一下那是一个没有装修的船的甲板舱，可供人们休息，那个楼梯可以让人们爬到甲板的上面。 从灯光的角度看过去，我们可以大概的分析那个灯光除了是从敞开的天花板照射进来的（就是楼梯伸到外面的窗口）还有从门和窗户照射进来的光。这些还不够，如果你曾经在这种条件下照过像你就会知道这些原理，即使有再好的设备，你也很难捕捉到灯光的瞬间来描绘这种特定的氛围。（气氛也是需要定义的，除了灯光自身的条件以外，像时间点、建筑结构、天气、周围生长的植物等，都会对气氛形成影响） 所以，在我们第一部分的教学中，我们将选择下面的特定的情节：我们的船，名叫“M S No －Frills”，停靠在地中海的突尼斯（北非国家）海滨；正值夏天，时间在午后，天气晴朗干净。这些都是我们在开始制作前需要知道的东西。 如果你打开这个场景，你会看到场景中还没有定义一个正确的视角。你可以自由选择一个你喜欢的透视视角或者使用我已经定义好的透视图摄像机视角。点击其中一个标签，所有相关的摄像机属性（位置、方向、焦距等等）默认的参数都会改变，这会给我们提供很大的帮助，当你改变了参数但是还没有提交的时候，也可以避免跟多于的摄像机之间弄混。
名词解释 2表观密度：表观密度是指材料在自然状态下（长期在空气中存放的干燥状态）， 单位体积的干质量 4密实度：指材料体积内被固体物质所充实的程度。密实度与孔隙率之和为1 6填充率：指在某堆积体积中，被散粒或粉状材料的颗粒所填充的程度程度。 8材料的含水率：材料中所含水的质量与干燥下状态下材料的质量之比 10耐水性材料长期在饱水作用下不破坏，其强度也不显著降 低的性质称为耐水性 12抗冻性：材料在吸水饱和的状态下，能经受多次冻融循环（冻结和融化）作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性质称为抗冻性 14材料的憎水性：材料与水接触时不能被水润湿的性质成为憎水性 16材料的耐久性：是指材料在物理化学生物等因素作用下，能经久不变质不破坏，而尚能保持原有的性能。 18材料的塑性变形材料在外力作用下，当应力超过一定限值后产生显著变形，且不产生裂缝或发生断裂，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质称为塑性。这种不能恢复的变形称为塑性变形，属于不可逆变形。 20材料的脆性当外力达到一定限度后，材料突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，材料的这种性质称为脆性 软化系数=材料在吸水饱和状态下的抗压强度/材料在干燥状态下的抗压强度11.胶凝材料：指土木工程材料中，经过一系列物理，化学作用，能够散粒状或 块状材料粘结成整体材料。 12.水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，还能更好地在水中硬化，保持并发展其强度的无机胶凝材料。 13. β型半水石膏：β—CaSO4·1/2H2O 14.过火石灰：指石灰生产时局部煅烧温度过高，在表面有熔融物的石灰。 15.石灰陈伏：陈伏是指石灰膏在储灰坑中放置14天以上的过程。 16.普通水泥：凡由硅酸盐水泥熟料5%~20%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通水泥。 17.火山灰水泥：在硅酸盐水泥熟料中，按水泥成品质量均匀地加入20~50%火山灰质混合材料，再按需要加入适量石膏磨成细粉，所制成的水硬性胶凝材料称为火山灰水泥。 18.水泥活性混合材料：在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥标号，而加到水泥中去的人工的和天然的矿物材料。 19.水泥初凝时间：为水泥加入水拌合起，至水泥浆开始失去塑性需要的时间。 20.水泥标准稠度用水量：水泥达到标准稠度时所需的加水量（试杆沉入净浆并距地板6±1mm或试锥下沉深度为28±2mm。） 21.水泥细度：表示水泥被磨细的程度或水泥分散度的指标。 22.水泥标准养护条件：温度20摄氏度±1摄氏度，相对湿度大于90%。 23.水泥的凝结： 24.水泥石的软水侵蚀：不含或仅含少量重碳酸盐的水称为软水，当水泥石长期与软水接触，水化产物将按其稳定存在所必须的平衡Ca(OH)2浓度的大小，一次逐渐溶解，从而造成水泥的破坏。 25.活性混合材料的激发剂：Ca(OH)2和石膏的存在使活性混合材料的潜在活性得
Chapt er2:Day Lighting f or an Int erior Spac e 图15（FG：漫反射反弹=0.0，重=0.0，无颜色被漫反射） 图16（FG：漫反射颜色=5.0，重=1.0，颜色被漫反射） 2.3.2FG图组 Read/wr ite file（读/写文件）：当打开时，它能在其下方的浏览器槽中读或写指定的文件。 每次场景中有变化发生时（光照/物体被移动/替换），保存的Final Gather Map（FG强度分布图）文件会被自动重写。当内存在计算一个高分辨率图像（比如每英寸300点）的FG进程的时候内存用完，克服的最佳方法是把FG Map（FG强度分布图）保存至一个小分辨率图像，比如320X240的，并且在你的最终高分辨率图像上对它进行再使用。 注意FG Map（FG强度分布图）文件是设计只用于静态图像/动画效果的（例如：除了镜头移动之外，场景没有变化）。 (…)Browse（（…）浏览）：这个槽允许你点击然后选择一个位置来保存你的FG Map（FG强度分布图）文件。 51
Realis tic Architectural Visualization with3ds Max and mental r ay Read onl y(FG freez e)（只读（FG冻结））：这个选项默认是灰镜的，它只有在FG Map（FG强度分布图）文件保存在浏览槽的时候才可用。启用的时候，它使用户可以冻结已保存的FG Map（FG强度分布图）文件（防止重新对FG Max进行再存档）。 2.4 全局照明（GI）中的参数 以下是全局照明（GI）的主要参数： Enab le（启用）：开启时，它会运算全局照明。默认=关闭。 Multiplier（倍加器）：这个数值设置的是光子的亮度。默认=1.0。（如图17、18） 图17（FG：全局照明=启用，倍加器=0.0） 52
光学显微部分 1.图像分析法主要用于研究材料结构特征分析。 2.衍射法主要用于研究材料的结晶相及晶格常数。 3.成分谱分析主要用于研究测定材料的化学成分。 4.光学显微镜按照成像原理可分为几何光学显微镜，物理 光学显微镜，信息转换显微镜。 5.光的波粒二象性：按照量子理论，光能量是由一束具有 极小能量的微粒即“光子”不连续的输送着，表明光具有微粒与波动的双重性，即波粒二象性。 6.自然光（普通光源发出的光波）振动方式：垂直于光的 传播方向的平面内任意振动 7.偏振光振动方式：只在垂直于光的平面内的某一方向振 动（自然光经过某些物质的反射、折射、吸收或其他方 法，使它只保留某一固定方向的光振动） 8.光性均质体：光波在各向同性介质中传播时，其速度与 振动方向均不会改变，因而只有一个折射率值 9.光性非均质体：传播速度随振动方向不同而改变，因而 折射率值有多个，一般发生双折射现象，即自然光分解成两束偏振光。 10.等轴晶系矿物和非晶质物质属于光性均质体。 11.中级晶族和低级晶族矿物属于光性非均质体。 12.数值孔径为N.A. = n sin θ（n：镜头介质折射率θ：光 圈半角孔径），数值孔径表征了物镜的聚光能力，放大 倍数越高的物镜数值孔径越大；对于同一放大倍数的物镜，数值孔径越大则分辨率越高 13.正交偏光镜：下偏光镜和上偏光镜联合使用，并且两偏 光镜的振动面处于相互垂直位置。 14.如果在正交偏光镜的物台上不放置任何晶体光片时，视 域是黑暗的，为什么？ 因为：光通过下偏光镜，其振动方向被限制在下偏光镜的振动面PP内，当PP方向振动的光到达上偏光镜AA时，由于两振动方向互相垂直，光无法通过上偏光镜，所以视场暗。 15.消光现象：晶体在正交偏光镜下呈现黑暗的现象，称为 消光现象。 16.全消光现象：均质体以及非均质体垂直光轴切片，不改 变偏振方向 17.四次消光：非均质光率体切面均为椭圆，则椭圆长、短 半径四次重合消光，其余则有部分光通过。 18.四次消光是非均质体的特征。 19.偏光显微镜属于透射显微镜，用于透明晶体的观察。 20.金相显微镜属于反射式显微镜，用于不透明物体的研 究。 21.光学显微镜分辨率的极限 22.显微分析分辨率：仪器分辨两个物点的本领。仪器能分 辨两个物点间的距离或角度越小，则分辨率越大。 23.分辨率极限：最临近两个物点间的距离以及角度 24.瑞利判据 瑞利判据相邻物体的距离为r 25.提高分辨率的途径：更短的波长、更大的折射率、增大 孔径角 衍射部分 5、X射线的产生原理：凡是高速运动的电子流或其他高能辐射流（如γ射线、X射线、中子流）被突然减速时均能产生X射线。 6、X射线管原理：钨丝发热释放电子，电子在电场作用下加速，高速轰击阳极靶，电子突然减速，产生X射线及热能，X射线通过窗口射出为实验所用。 7、X射线谱由两部分叠加而成，即连续谱和特征谱。 8、连续谱的产生：由于阴极产生的电子数量巨大，这些能量巨大的电子撞向阳极靶的撞击条件和碰撞时间不一致，因而所产生的电磁辐射各不相同，所以产生了各种波长的连续谱。 9、连续谱的强度随波长连续变化。 10、特征谱的波长一定、强度很大。 11、特征谱的产生：当管电压超过一定值V k（激发电压）时才会产生，只取决于光管的阳极靶材料，不同的靶材具有其特有的特征谱线。特征谱线又称为标识谱，即可以来标识物质元素。 12、为什么特征X射线的波长为一定值？对于某一固定物质，各原子能级所具有的能量是固定的，跃迁时所转化成的光子能量为一定值，根据原子结构壳层理论，所产生的特征X射线的波长也为一定值。 15、吸收限：μm与λ关系曲线中出现的跃增，是原子所俘获的光子量恰好等于该原子某壳层(K，L，M…)电子的结合能，光子被物质大量吸收，吸收系数就发生突增。在曲线的突变点处的波长称为吸收限。 7、外标法原则上只适用于两相物质系统的含量测试；内标法适用于多相体系。 电子显微部分 8、电磁透镜的分辨本领主要由衍射效应和球差决定。 9、电磁透镜的几何像差：由于透镜磁场几何形状上的缺陷而造成的像差。又可分为球差与像散。 色差：由于电子波的波长或能量发生一定幅度的改变而造成的像差。 10、球差：是由于电磁透镜磁场的近轴区与远轴区对电子束的会聚能力的不同而造成的。一个物点散射的电子束经过具有球差的电磁透镜后并不聚在一点，所以像平面上得到一个弥散圆斑，在某一位置可获得最小的弥散圆斑，成为弥散圆。还原到物平面上，则半径为 rs=1/4 Cs α3 rs 为半径，Cs为透镜的球差系数，α为透镜的孔径半角。所以减小透镜的孔径半角可减少球差。 像散：是由于透镜磁场不是理想的旋对称磁场而引起的。可减小孔径半角来减少像散。 电磁透镜的聚焦原理：通电的短线圈就是一个简单的电磁透镜，它能造成一种轴对称不均匀分布的磁场。穿过线圈的电子在磁场作用下将作圆锥螺旋近轴运动。而一束平行于主轴的入射电子通过电磁透镜时将被聚焦在主轴的某一点。 1、透射电镜主要由电子光学系统、电源系统、真空系统、 操作控制系统四部分组成。 2、透射电镜中电子枪的作用是产生电子束 3、透射电镜中聚光镜的作用是会聚电子束。 透射电镜的分辨本领取决于物镜的分辨本领。 4、电子衍射基本公式的推导 5、选区电子衍射：是指在物镜像平面上放置一个光阑(选 区光阑)限定产生衍射花样的样品区域，从而分析该微 区范围内样品的晶体结构特性。 6、扫描电镜的特点 7、扫描电镜成像的六种物理信号概念 8、背散射电子随样品原子序数增大而增多 9、二次电子形貌像中图像显示亮的部分对应试样的凸起 处。 10、二次电子形貌像中图像显示暗的部分对应试样的凹处。 11、吸收电子随样品原子序数增大而减少。 12、样品的质量厚度越大，透射系数越小，吸收系数越大。 13、扫描电镜的构造：六个系统组成：电子光学系统（镜筒）、 扫描系统、信号收集系统、图像显示和记录系统、真空 系统和电源系统。
金属材料学复习资料 一．名词解释 1、合金元素: 为了得到一定的物理、化学或机械性能而特别添加到钢中的化学元素。(常用M 来表示) 2、微合金元素:有些合金元素如V，Nb，Ti, Zr和B等，当其含量只在0.1%左右（如 B 0.001%，V 0.2 %）时，会显著地影响钢的组织与性能，将这种化学元素称为微合金元素。 3、奥氏体形成元素:在γ-Fe中有较大的溶解度,且能稳定γ相；如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu； 4、铁素体形成元素: 在α-Fe中有较大的溶解度，且能稳定α相。如：V，Nb, Ti 等。 5、原位转变（析出）: 元素向渗碳体富集，当其浓度超过在合金渗碳体中的溶解度时, 合金渗碳体就在原位转变成特殊碳化物。 6、离位转变（析出）:在回火过程中直接从α相中析出特殊碳化物，同时伴随着渗碳体的溶解，可使HRC和强度提高（二次硬化效应）。如 V，Nb, Ti等都属于此类型。 7、二次淬火:在强碳化物形成元素含量较高的合金钢中淬火后残余奥氏体十分稳定，甚至加热到500~600℃范围内回火时仍不分解，而是在冷却时部分转化成马氏体，使钢的硬度提高。 8、二次硬化：在含有Ti、V、Nb、Mo、W等较高合金淬火后，在500~600℃范围内回火，在α相中沉淀析出这些元素的特殊碳化物，并使钢的硬度和强度提高 9、液析碳化物：由于碳和合金元素偏析，在局部微小区域内从液态结晶时析出的碳化物。 10、带状碳化物:由于二次碳化物偏析，在偏析区沿轧向伸长呈带状分布。 11、网状碳化物：过共析钢在热轧（锻）加工后缓慢冷却过程中由二次碳化物以网状析出于奥氏体晶界所造成的。 12、水韧处理：高锰钢铸态组织中沿晶界析出的网状碳化物显著降低钢的强度、韧性和抗磨性。将高锰钢加热到单相奥氏体温度范围，使碳化物充分溶入奥氏体，然后水冷，获得单一奥氏体组织。 13、超高强度钢：用回火M和下B作为其使用组织，经过热处理后一般讲，抗拉强度在大于1400MPa，（或屈服强度大于1250MPa)的中碳钢均称为超高强度钢。 14、晶间腐蚀：晶界上析出连续网状富铬的Cr23C6引起晶界周围基体产生贫铬区，贫铬区 成为微阳极而发生的腐蚀。 15、应力腐蚀：不锈钢在特定的腐蚀介质和拉应力作用下出现低于强度极限的脆性开裂现象。 16、n/8规律：加入Cr可提高基体的电极电位，但不是均匀的增加，而是突变式的。当Cr 的含量达到1/8，2/8，3/8，......原子比时，Fe的电极电位就跳跃式显著提高，腐蚀也显著下降。这个定律叫做n/8规律。 17、阳极极化：自流电通过阳极时,阳极电位偏离平衡电位而向正方向移动的现象。 18、蠕变极限：在某温度下，在规定时间达到规定变形时所能承受的最大应力。 19、持久强度：在规定温度和规定时间断裂所能承受的应力（δε）。 20、持久寿命：它表示在规定温度和规定应力作用下拉断的时间。 21、碳当量：一般以各元素对共晶点实际含碳量的影响, 将这些元素的量折算成C%的增减, 这样算得的碳量称为碳当量（C.E）（C.E = C + 0.3 （Si+P）+ 0.4 S - 0.03 Mn由于S, P%低, Mn 的作用又较小C.E = C + 0.3 Si ） 22、共晶度：铸铁含C量与共晶点实际含C量之比, 表示铸铁含C量接近共晶点C%的程度。（共晶点实际C量= 4.3 - 0.3Si） 23、孕育处理：指在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长，
工程材料及成形技术作业题库 一. 名词解释 1.间隙固溶体：溶质原子溶入溶剂晶格间隙所形成的固溶体。 2.过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度之差。 3.同素异构性：同一合金在不同温度下晶格类型不同的现象。 4.晶体的各向异性：金属各方向的具有不同性能的现象。 5.枝晶偏析：结晶后晶粒内成分不均匀的现象。 6.本质晶粒度：奥氏体晶粒长大的倾向。 7.淬透性：钢淬火时获得淬硬层深度的能力。 8.淬硬性：钢淬火时得到的最大硬度。 9.临界冷却速度：奥氏体完全转变成马氏体的最低冷却速度。 10.热硬性：钢在高温下保持高硬度的能力。 11.时效强化：经固溶处理后随着时间的延长强度不断提高的现象。 12.形变强化：由于塑性变形而引起强度提高的现象。 13.调质处理：淬火+高温回火得到回火索氏体的热处理工艺。 14.变质处理：在浇注是向金属液中加入变质剂，使其形核速度升高长大速度减低，从而实现细化晶粒的处理工艺。 15.顺序凝固原则：铸件时使金属按规定从一部分到另一部分逐渐凝固的原则。 16.孕育铸铁：经过孕育处理的铸铁。 二. 判断正误并加以改正 1.细化晶粒虽能提高金属的强度,但增大了金属的脆性.（×） 2.结构钢的淬透性,随钢中碳含量的增大而增大. （×） 3.普通低合金结构钢不能通过热处理进行强化。（√） 4. 单晶体必有各向异性. （√） 5. 普通钢和优质钢是按其强度等级来区分的. （×） 6. 过热钢经再结晶退火后能显著细化晶粒. （×） 7. 奥氏体耐热钢也就是奥氏体不锈钢。（√） 8. 马氏体的晶体结构和铁素体的相同. （×） 9. 面心立方金属的塑性比体心立方金属的好. （√） 10. 铁素体是置换固溶体. （×） 11. 晶界是金属晶体的常见缺陷. （√） 12. 渗碳体是钢中常见的固溶体相. （×） 13. 金属的塑性变形主要通过位错的滑移进行.（√） 14. 金属在进行热加工时，不会产生加工硬化现象. （√） 15. 上贝氏体的韧性比下贝氏体的好 . （×） 16. 对过共析钢工件进行完全退火可消除渗碳体网. （×） 17. 对低碳低合金钢进行正火处理可提高其硬度. （√） 18. 淬火获得马氏体的必要条件之一是其淬火冷却速度必须小于Vk. （×） 19. 高锰钢在各种条件下均能表现出良好的耐磨性. （×） 20. 无限固溶体必是置换固溶体. （√） 21. 金属的晶粒越细小,其强度越高,但韧性变差. （×） 22. 所谓临界冷却速度就是指钢能获得完全马氏体组织的最小冷却速度. （√）
mental ray 渲染器界面 “渲染设置”对话框>“渲染器”面板/“间接照明”面板/“处理”面板 本节中的主题介绍了专用于mental ray 渲染的“渲染设置”对话框面板。 有关公用渲染面板的信息，请参见： l“公用”面板（“渲染设置”对话框） l“渲染元素”面板和卷展栏 本节内容 l“渲染器”面板(mental ray) “渲染器”面板包含用于优化mental ray 渲染的设置以及用于摄影机效果、阴影和位移明暗处理的控件。 l“间接照明”面板 “间接照明”面板控件提供在环境中渲染反弹灯光所用的方法，其中包括最终聚集、焦散和光子。 l“处理”面板 “处理”面板是附加的“渲染设置”对话框面板，该面板的控件与管理操作渲染器的方式有关。还可用于生成使用伪彩色的诊断渲染。 “渲染器”面板(mental ray) “渲染设置”对话框>“渲染器”面板 注意：只有当mental ray 渲染器为活动渲染器时，才出现“渲染器”面板。 “渲染器”面板包含用于优化mental ray 渲染的设置以及用于摄影机效果、阴影和位移明暗处理的控件。 本节内容 l“全局调试参数”卷展栏（mental ray 渲染器） 利用“全局调试参数”参数可为软阴影、光泽反射和光泽折射提供对mental ray 明暗器质量的高级控制。利用这些控件可调整总体渲染质量，而无需修改单个灯光和材质设置。通常，减小全局调整参数值将缩短渲染时间，增大全局调整参数值将增加渲染时间。 l“采样质量”卷展栏（mental ray 渲染器） 该卷展栏上的控件会影响mental ray 渲染器为抗锯齿渲染图像执行采样的方式。 l“渲染算法”卷展栏（mental ray 渲染器） 该卷展栏上的控件用于选择使用光线跟踪进行渲染，还是使用扫描线渲染进行渲染，或者两者都使用。也可以选择用来加速光线跟踪的方法。 l“摄影机效果”卷展栏（mental ray 渲染器） 该卷展栏中的控件用来控制摄影机效果，使用mental ray 渲染器设置景深和运动模糊，以及轮廓着色并添加
均匀形核是指新相晶核在母相基体中无择优地任意均匀分布。 新相优先在母相中存在的异质处形核，即依附于液相中的杂质或外表面来形核。 晶面指数:通过空间点阵中任意三结点的平面称为晶面。点阵中一定有一系列间距相等的晶面与此晶面相平行，为表征晶面，采用晶面指数，亦称为米勒(M．H．Miller)指数。 晶体：晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，即晶体是具有格子构造的固体。 合金:两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。 过冷度:相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生转变,平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。 空间点阵:指几何点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列,是人为的对晶体结构的抽象。 枝晶偏析:固溶体在非平衡冷却条件下,匀晶转变后新得的固溶体晶粒内部的成分是不均匀的,先结晶的内核含较多的高熔点的组元原子,后结晶的外缘含较多的低熔点的组元原子,而通常固溶体晶体以树枝晶方式长大,这样,枝干含高熔点组元较多,枝间含低熔点组元原子多,造成同一晶粒内部成分的不均匀现象。 下坡扩散:组元从高浓度区向低浓度区迁移的扩散的过程称为下坡扩散。 上坡扩散:组元从低浓度区向高浓度区迁移的扩散的过程称为上坡
致密度又叫堆积比率或空间最大利用率，是指晶胞中原子本身所占的体积百分数，即晶胞中所包含的原子体积与晶胞体积的比值。一般把原子当作刚性球来看待,再算出一个晶胞中的原子数，原子半径和晶格常数之间的关系，即可计算出致密度K。 金属材料:金属是具有良好的导电性、导热性和可锻性的物质，而以金属物质制成的可供社会再次回收作原材料的金属产品叫金属材料。 无机材料指由无机物单独或混合其他物质制成的材料。 有机高分子材料又称聚合物或高聚物。一类由一种或几种分子或分子团(结构单元或单体)以共价键结合成具有多个重复单体单元的大分子，其分子量高达104～106。它们可以是天然产物如纤维、蛋白质和天然橡胶等，也可以是用合成方法制得的，如合成橡胶、合成树脂、合成纤维等非生物高聚物等。 聚合物的特点是种类多、密度小（仅为钢铁的1/7～1/8），比强度大，电绝缘性、耐腐蚀性好，加工容易，可满足多种特种用途的要求。金属结构类型有四种,分别是立方最密堆积(ccp, A1), 晶胞为面心立方(cF), 致密度74.05% 具有超强的延展性。原子数4，配位数12，六方最密堆积(hcp, A3), 晶胞为六方简单(hP) 致密度74.05%。原子数6，配位数12，立方体心堆积(bcp,A2) 晶胞为体心立方(cI) 致密度68.02%。原子数2，配位数8，金刚石型堆积A4 晶胞为面心立方(cF) 致密度34.01% 通常为共价型晶体(原子晶体)。原子数8，配位
汽车工程材料名词解释（10分） ⑴汽车运行材料：运行过程中使用的材料（如：汽车燃料，润滑油、工作液、轮胎）⑵汽油抗爆性：汽油在发动机气缸内燃烧防止爆燃的能力⑶柴油十六烷值：柴油燃烧性能的评定指标，正16烷值定为100，着火延长期短，平缓、发火好、⑷凝点：规定温度下冷却至停止流动的最高温度、⑸闪点：规定温度下，加热油品所逸出蒸汽与空气的混合气体与火焰接触发生瞬间闪火斐然最低温度、⑹过冷 度：理论结晶温度与实际结晶温度的差值、⑺硬度：抵抗局部变形或破坏的能力⑻渗碳体：Fe3C硬度高⑼奥氏体：溶解在r-Fe中间隙固体，塑性好、⑽铁素体：溶于a-Fe中间隙溶体、塑性好（11）钢的淬火、：加热-保温-用大于临界冷却速度的方式以获得马氏体的方法（12）回火、：淬取后的工件加热至低于A1的某一温度，保温一段时间-冷却 （13）退火:目的：降低硬度，增加塑性，为下工程加工做准备。 阶段：加热(至一定温 度)-保温-随炉缓慢冷却 影响因素：加热温度、冷却速度 考试知识点 1.金属的结晶过程：液体→形核→长大→形成晶粒→结晶完毕。形核有均匀形核和不均匀形核两种，形核率跟过冷度有关，过冷度越大形核率越大，晶粒就越细小，一旦形核就开始长大，液态原子往晶核上堆砌就长大了，最终形成一个完整的晶粒。 2.钢的组分：以铁为主元素，含碳量低于2%以下，并含其他元素的材料（在铬钢中可能大于2%，但2%通常是钢和铸铁的分界线） 1.各种钢的牌号，含义:Q215-A-b3：表示屈服强度为215MPa的A级半镇静碳素钢 碳素结构钢:①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服点(σs)为235 MPa的碳素结构钢:质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b 表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢 2.铝合金的分类:铝合金分为两大系列：加工铝合金和铸造铝合金 加工铝合金有1-7系列牌号，比如1100，2219，3003等 铸造铝合金按我国的分法，共分4类，如下： 铝硅系列：如ZL102，ZL104等，以1打头 铝铜系列：如ZL201，ZL205等，以2打头 铝镁系列：如ZL301，ZL303等，以3打头 铝锌系列：如ZL401，ZL402等，以2打头 5.钢的分类:1.按化学成分分类 按化学成份可将钢分为碳素钢和合金钢。 2.按质量分类
材料工程基础复习资料 一、 题型介绍 1.填空题（15/15） 2.名词解释（4/16） 3.简答题（3/21） 4.计算题（4/48） 二、复习内容 1.名词解释（Chapters 2-4） 热传导：两个相互接触的物体或同一物体的各部分之间，由于温差而引起的热量传递现象，称为热传导。（依靠物体微观粒子的热运动而传递热量） 热对流：指流体不同部分之间发生相对位移，把热量从一处传递到另一处的现象。（依靠流体质点的宏观位移而传热） 热辐射：物体通过电磁波向外传递能量并能明显引起热效应的辐射现象称为热辐射。（不借助于媒介物，热量以热射线的形式从高温物体传向低温物体） 温度场：某瞬时物体内部各点温度的集合，称为该物体的温度场。 稳态温度场：温度不随时间变化的温度场。 等温面：温度场中同一瞬间同温度各点连成的面。 导热系数：在一定温度梯度下，单位时间内通过单位垂直面积的热量。 热射线：能被物体吸收并转变成热能的部分电磁波。 光谱辐射强度（E λ）：单位时间内物体单位辐射面积表面向半球空间辐射从d λλλ+到波长间隔内的能量。 辐射力（E ）：单位时间内物体单位辐射面积向半球空间辐射的全波段的辐射能，称为辐射力。 立体角：以球面中心为顶点的圆锥体所张的球面角。 角系数：任意两表面所组成的体系，其中一个表面（如F 1）所辐射到另一表面 上的能量占其总辐射能量的百分数，称为第一表面对第二表面的角度系数，简称角系数，记为12?。
有效辐射：本身辐射和反射辐射之和称为物体的有效辐射。 照度：到达表面单位面积的热辐射通量。 黑度：实际物体的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比。 空间热阻：由于物体的尺寸形状和相对位置的不同，以致一物体发射的辐射能不可能全部到达另一物体的表面上，相对于全部接受辐射能来说，有热阻的存在，称为空间热阻。 表面热阻：由于物体表面不是黑体，所以它不可能全部吸收投射到它表面上的辐射能，相对于黑体来说，可以看成是热阻，称为表面热阻。 光带：把具有辐射能力的波长范围称为光带。 绝对湿度：单位体积湿空气所含水蒸气的质量称为湿空气的绝对湿度。 相对湿度：指湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度之比。 含湿量：1Kg的干空气所携带的水蒸气的质量。 湿球温度计：在普通温度计外包裹湿纱布，湿纱布的一端浸入水中，使得纱布保持湿润，这种温度计称为失球温度计。 露点：当未饱和湿空气中水蒸气分压或含湿量不变时，湿空气冷却到饱和状态的温度称为露点。 平衡水分：当物料表面水蒸气分压与湿空气水蒸气分压达到平衡时，物料的含水量不再随与空气接触时间的延长而变化，此时物料的含水量就是该空气状态下的该物料的平衡含水量。 恒定干燥条件：是指干燥过程中空气的湿度、温度、速度以及与湿物料的接触状况都不变。 发热量（热值）：单位质量或体积的燃料完全燃烧，当燃烧产物冷却到燃烧前的温度时所放出的热量。 结渣性：煤在燃烧的高温状态下灰分的粘结能力。 闪点：当有火源接近时，若出现蓝色的闪光，此时的油温称为闪点。 燃点：油温继续升高，用火源接近油表面时在蓝色闪光后能持续燃烧，此时的油温称为燃点。 着火点：油温达到一定程度，油表面蒸气自燃，此时的油温称为着火点。 爆炸浓度极限：当空气中燃料油蒸气达到一定浓度时，遇到明火或温度升高到一
实验二mental ray全局照明 实验目的 1.了解白天布光和夜晚布光的区别。 2.掌握mental ray全局照明的的使用方法。 实验器材 多媒体计算机、WindowsXP Professional版、Autodesk Maya 2009版 实验原理 全局照明（Global ILLumination）:简称GI，可以分为直接照明（Direct Illumination）和间接照明（Indirect Illumination）两种方式。直接照明就是光源发出的光直接照到物体上的效果。Maya默认渲染器渲染的就是这种效果。间接照明就是光源发出的光照到物体上之后，漫反射照亮其他物体的效果。间接照明就是光源发出的光照到物体上之后，漫反射照亮其他物体的效果。 在现实世界中，光线遇到物体后有的并不会被完全吸收，总会有一些光线或多或少地发射出来，这些被发射的光线又可以照亮其他的物体，这就是所谓光能传递的效果。同时这些被反射的光线又会携带上发射体的颜色，从而影响它照亮其他物体的固有色，这就是所谓色溢现象。 mental ray支持两种计算全局照明的方法，即光子贴图（Photon Map）和最终汇聚（Final gathering）。Final Gathering虽然严格来说是为了改善光子贴图，但它也可以单独使用。 1.Photons Map 全局照明是使用从光源发射出的携带能量的光子（Photons）来模拟间接照明场景的方法。这些光子进入场景后与模型表面碰撞，并根据碰撞表面的材质属性而变化（折射、反射或吸收），每个光子都携带一定的能量、在碰撞过程中能量也随之消耗。每个光子在能量消耗完而消失前与模型表面的每次碰撞时的亮度、颜色和路径都会被跟踪记录并用于计算最终的场景渲染，这一过程称为光子追踪（Photons Tracing）。这些光子的相关信息最后收集催出为光子图（Photon Map）。当渲染时，将从采样点的一个半径范围内根据光子图采集到的所有光子进行总的计算。 在Maya中要产生Global IllUmination的效果要两步操作： （1）在Rendering Setting中开启Global IllUmination。 （2）在灯光的属性中开启Emit Photons 2.Final Gathering Final Gathering同样也是一种用来模拟间接照明的方法，但它的效果不是物理精确的，所以它的渲染速度相对Global IllUmination来说要快一些。Final Gathering不需要光子就能计算出间接照明。渲染器会沿着一条从摄像机发出的射线，当这条线与模型表面产生交点时，从该点发射一定数量，以该点表面法线为轴心、呈半球形状分布的采样线，这些采样线传输并返回信息这一过程被存储在一张final Gathering Map中，类似于Photon Map。 要实现Final Gathering效果，只需要在全局渲染设置中开启即可。 实验内容 使用mental ray全局照明给已有场景布光。（步骤根据个人实际操作情况进行描述）