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“金属学原理”思考题第一章金属材料的结构及结构缺陷1.1 根据钢球模型回答下列问题：（1）以点阵常数为单位，计算体心立方、面心立方和密排六方晶体中的原子半径及四面体和八面体间隙的半径。
（2）计算体心立方、面心立方和密排六方晶胞中的原子数、致密度和配位数。
1.2 用密勒指数表示出体心立方、面心立方和密排六方结构中的原子密排面和原子密排方向，并分别计算这些晶面和晶向上的原子密度。
1.3 室温下纯铁的点阵常数为0.286nm，原子量为55.84，求纯铁的密度。
1.4 实验测定：在912℃时γ-Fe的点阵常数为0.3633nm，α-Fe的点阵常数为0.2892nm。
当由γ-Fe转变为α-Fe时，试求其体积膨胀。
1.5 已知铁和铜在室温下的点阵常数分别为0.286nm和0.3607nm，求1cm3铁和铜的原子数。
1.6 实验测出金属镁的密度为1.74g/cm3，求它的晶胞体积。
1.7 设如图所示立方晶体的滑移面ABCD平行于晶体的上下底面，该滑移面上有一正方形位错环，设位错环的各段分别于滑移面各边平行，其柏氏矢量b∥AB。
（1）指出位错环上各段位错线的类型。
（2）欲使位错环沿滑移面向外运动，必须在晶体上施加怎样的应力？并在图中表示出来。
（3）该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？1.8 设如图所示立方晶体的滑移面ABCD 平行于晶体的上下底面，晶体中有一位错线fed ，de 段在滑移面上并平行于AB ，ef 段垂直于滑移面，位错的柏氏矢量与de 平行而与ef 垂直。
（1）欲使de 段位错线在ABCD 滑移面上运动，应对晶体施加怎样的应力？（2）在上述应力作用下de 段位错线如何运动？晶体外形如何变化？（3）同样的应力对ef 段位错线有何影响？1.9 在如图所示面心立方晶体的（111）滑移面上有两条弯折的位错线OS 和O ˊS ˊ，其中O ˊS ˊ位错的台阶垂直于（111），它们的柏氏矢量方向和位错线方向如图中箭头所示。
九年级化学金属一章知识点金属是我们日常生活中常见的物质，它们具有许多独特的性质和用途。
在九年级化学的金属一章中，我们学习了关于金属的一些基本知识点，包括金属的性质、金属的原子结构、金属的晶体结构和金属的反应等。
本文将对这些知识点进行探讨和总结。
首先，我们来探讨一下金属的性质。
金属具有一些共同的特征，如导电性、导热性、延展性和可塑性。
这些性质是由金属内部的自由电子所决定的。
金属中的自由电子可以自由移动，因此金属是良好的导电体和导热体。
同时，自由电子对于金属的延展性和可塑性也起到了重要的作用。
我们可以通过实验观察到金属可以通过受力变形而不断延展，并且可以通过锤击或压力变形而不易破裂。
其次，我们来了解一下金属的原子结构。
金属的原子结构与非金属不同，金属中的原子结构呈现出离子键的特点。
金属中的原子通过共享电子云而形成离子键。
这种离子键的形成使得金属中的原子紧密排列，形成有序的晶体结构。
这种晶体结构使得金属具有良好的可塑性和延展性。
进一步，我们来探讨一下金属的晶体结构。
金属的晶体结构可以分为体心立方、面心立方和密堆积等类型。
体心立方结构中，金属原子在晶体的顶点和中心位置排列；面心立方结构中，金属原子在晶体的立方格点和面心位置排列；而密堆积结构中，金属原子更加紧密地堆积在一起。
这些不同的晶体结构形成了不同的金属特性，如硬度、熔点和延展性等。
通过深入学习金属的晶体结构，我们能够更好地理解金属的性质和应用。
最后，我们来探讨一下金属的反应。
金属在与非金属元素或化合物反应时，通常会发生氧化反应或置换反应。
例如，当金属与氧气反应时，会生成金属氧化物。
这种氧化反应在我们日常生活中经常发生，例如铁的生锈就是一种典型的金属氧化反应。
另外，金属还可以与酸发生反应，生成盐和氢气。
这种置换反应在工业生产中也有广泛的应用。
通过对九年级化学金属一章知识点的论述，我们了解到了金属的性质、原子结构、晶体结构和反应等方面的内容。
金属作为一种重要的化学物质，它们的特性和用途在我们的生活中无处不在。
第一章金属学基本原理金属学是研究金属和合金的成分、组织、性能及其变化规律的一门科学。
学习金属学基础知识，重点在于掌握组织、组织的形成及其变化规律等方面的基本概念和基本原理，因为这是物理金相实验工借以了解各种金属材料的成分、热处理、组织与性能之间关系的基础。
本章的主要内容是：金属及合金的结构和结晶方面的基础知识；合金的基本组织及状态图；有关铁—碳平衡图的一些基本知识。
第一节纯金属的结构与结晶一、纯金属的晶体结构金属晶体是由原子在空间严格按照一定的规律周期性重复排列所构成的，这是把晶格中的原子排列看成是绝对完整的。
其实这是一种完全理想化的晶体结构，因此被称为理想晶体。
但在实际金属晶体中，原子的排列不可能这样规则和完整。
在晶体内部，由于种种原因，在局部区域或局部地带内原子的规则排列往往受到干扰和破坏，形成了各种形式的晶体缺陷。
因此，实际晶体是以结构的规则排列为主，兼有不规则排列，这就是实际金属晶体结构的特点。
金属晶体中缺陷的种类较多，根据晶体缺陷的几何形态特征，可以将它们分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。
点缺陷：是指长、宽、高的尺寸都很小（相当于原子的尺寸）的缺陷，包括空位、间隙原子、杂质或溶质原子以及由它们组合而成的复合点缺陷。
线缺陷：是在两个方向上（晶体的某一个平面上）的尺寸很小，第三个方向的尺寸相对很大的缺陷，是指各类位错。
其中较简单的有刃型位错和螺型位错。
面缺陷：是在两个方向上尺寸很大，而第三个方向上尺寸很小的缺陷。
有晶界、亚结构、相界、孪晶界和堆垛层错等。
1.空位和间隙原子金属晶体中的原子应处在晶格的结点上。
但在实际金属晶体结构中，并非每个结点都有原子占据，而在某些应该占据原子而实际空缺的结点位置称为空位。
见图1－1。
晶格内部除了原子占有绝大部分体积外，还有空隙存在，其中某些尺寸较大的空间有可能被原子挤入，这种占据晶格空隙的原子称为间隙原子，见图1－1。
在空位和间隙原子的附近，由于原子间作用力的平衡被破坏，使其周围的其他原子发生靠拢（如空位附近的原子）或撑开（如间隙原子附近的原子）的现象，这种变化称为晶格畸变，见图1－2。
《金属学原理》教学大纲教学目的：使学生系统掌握金属学基本理论及基本知识，初步具备应用所学知识分析解决实际问题的能力。
使学生在金属学基础理论方面具备阅读一般专业文献及进一步自修提高的能力。
使学生初步具备应用光学金相技术分析金属及合金组织的能力。
绪论（1学时）金属及合金；本课程在教学计划中的地位；本课程的主要内容及学习方法；学习本课程的目的及要求第一章纯金属的晶体结构(8学时)1．1 晶体学基础晶体与非晶体晶体结构与空间点阵，晶胞，十四种Bravias点阵，七个晶系晶面指数和晶向指数的表示方法晶带和晶带轴1．2 纯金属的晶体结构典型金属的晶体结构(体心立方，面心立方，密排六方结构)晶体中原子的堆垛方式晶体结构中的间隙原子半径的物理概念，影响原子半径的因素亚金属晶体结构的特点第二章晶体缺陷(8学时)2. 1 点缺陷点缺陷的类型，点缺陷的平衡浓度，点缺陷对金属性能的影响2. 2 位错的基本概念晶体中的刃型，螺型及混合型位错）Burgers矢量的求法和意义晶体中位错的形成及位错密度2．3 位错的运动位错的滑移，位错的攀移2．4 位错的弹性性质（本节视学时情况可自学）应力、应变的表示方法刃、螺位错的应力场位错的应变能外力对位错的作用力，位错的线张力，位错间的作用力2．5 实际晶体中的位错全位错和不全位错堆垛层错位错反应和扩展位错，位错的增殖及位错源位错的观察2．6 面缺陷面缺陷概述界面结构(小角度晶界模型及大角度晶界模型简介)孪晶界，相界，表面界面能及界面特性第三章二元合金相图(12学时)3．1 合金相结构固溶体置换固溶体中间相中间相的特点及分类正常价化合物，电子化合物，间隙相及间隙化合物3．2 匀晶相图相图的表示，相图的实验测定相图分析相律和杠杆定律典型合金平衡结晶过程不平衡结晶，枝晶偏析3．3 共晶相图相图分析共晶反应典型合金的平衡结晶过程：共晶合金及亚(过)共晶合金的平衡结晶过程不平衡结晶及其组织,伪共晶，离异共晶3．4 包晶相图相图分析包晶反应平衡结晶过程及平衡组织不平衡结晶过程及不平衡组织3．5 其他类型的二元合金相图形成化合物的相图,具有固态转变的相图：具有多晶转变、共析转变、包析转变、脱溶分解等转变的相图3．6 复杂二元相图分析进行分析的基本思路，基本二元相图类型小结，相区接触法则，复杂二元相图举例3. 7 根据相图推测合金性能相图与合金的力学、物理性能相图与合金的铸造性能由相图看热处理的可能性第四章铁碳相图（4学时）4. 1 碳合金的组元和基本相4. 2 相图分析：相图上的点、线、区的分析4. 3 典型合金平衡结晶过程分析4. 4 含碳量对铁碳合金平衡组织和性能的影响对平衡组织的影响对力学性能的影响对铸造性能的影响杂质元素对钢的性能的影响（硅、锰、磷、硫、氮、氢、氧）第五章三元相图（6学时）5. 1 三元合金相图的表示方法浓度三角形，浓度三角形中具有特定意义的直线三元合金其它表示方法5. 2 三元匀晶相图相图分析：水平截面，垂直截面，液相面投影典型合金的结晶过程5. 3 三元共晶相图三组元固态互不相溶，具有共晶转变的相图：相图分析、水平截面，截线法则，垂直截面，投影图三组元固态有限互溶，具有共晶转变的相图：组元间固态有限互溶时相图的基本特点，截面及投影图，典型合金结晶过程分析5. 4 实际三元合金相图举例Fe—Cr—C三元系垂直截面第六章金属的凝固(6学时)6．1 金属凝固的基本规律液态金属的结构，凝固的热力学条件，过冷现象，结晶的一般过程6. 2 晶核的形成均匀形核：晶核形成时的能量变化，形核率，临界晶核半径，临界形核功不均匀形核：影响不均匀形核的因素6. 3 晶核的成长液—固界面的微观结构，液—固界面附近的温度分布晶体生长形态晶体生长速率6．4 固溶体的凝固固溶体的平衡凝固稳态凝固成分过冷及其对晶体长大形状的影响6．5 共晶合金的凝固共晶体的形态6．6 铸件的组织及其控制铸件三晶区及形成条件影响铸件组织的因素铸件晶粒尺寸的控制6. 7 铸件缺陷偏析，杂质和气孔，缩孔和疏松6. 8 凝固技术的应用单晶的制备，定向凝固，微晶,区域熔炼，非晶态金属第七章固态金属中的扩散(4学时)7．1 扩散方程扩散第一定律，扩散第二定律，扩散第二方程应用举例7．2 扩散机制空位扩散，间隙扩散，置换扩散，扩散系数扩散激活能7．3 扩散的驱动力7．4 反应扩散7．5 影响扩散的因素温度，固溶体类型，晶体结构，浓度，晶体缺陷，合金元素第八章金属及合金的塑性变形(9学时)8．1 金属的应力——应变曲线8．2 滑移与孪晶变形滑移，滑移带，滑移面和滑移方向，滑移系，滑移的临界分切应力，晶体转动，多滑移,滑移的机制孪晶8．3 单晶体的塑性变形施密特定律，单滑移、多滑移和交滑移8．4 多晶体的塑性变形晶界和晶体位向对塑性变形的影响晶粒大小对材料强度与塑性的影响8．5 金属经塑性变形后的组织与性能塑性变形后组织的变化：显微组织的变化，变形金属的亚结构塑性变形后性能的变化：性能变化，择优取向(形变织构)，残留应力和点阵畸变，加工硬化8．6 合金的变形与强化单相合金的变形与强化低碳钢的屈服和应变时效第二相对合金变形的影响8．7 冷变形金属的组织与性能冷变形金属的力学性能,冷变形金属的组织，形变织构，残余应力第九章回复、再结晶和金属热加工（6学时）9．1 冷变形金属的回复回复阶段性能和组织的变化，回复的动力学，回复的机制9．2 冷变形金属的再结晶再结晶的形核，再结晶动力学，影响再结晶的因素，晶粒长大正常晶粒长大，异常晶粒长大(二次再结晶)：9．3 再结晶后组织及性能的变化再结晶图，退火孪晶，再结晶织构9．4 金属的热加工热加工过程及对组织与性能的影响，金属的超塑性实验：（9学时)1、二元合金组织观察(2学时)2、铁碳合金平衡组织观察(2学时)3、三元合金组织分析(2学时)4、金属的塑性变形与再结晶(3学时)。
