材料科学基础 第一章 固体材料结构的基本知识
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《材料科学基础》名词解释第一章材料结构的基本知识1、晶体材料的组织:指材料由几个相(或组织单元)组成,各个相的相对量、尺寸、形状及分布。
第二章材料的晶体结构1、空间点阵:将理想模型中每个原子或原子团抽象为纯几何点,无数几何点在三维空间规律排列的阵列2、同素异构:是指有些元素在温度和压力变化时,晶体结构发生变化的特性3、离子半径:从原子核中心到其最外层电子的平衡距离。
4、离子晶体配位数:在离子晶体中,与某一考察离子邻接的异号离子的数目称为该考察离子的配位数。
5、配位数:晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数6、致密度:晶体结构中原子体积占总体积的百分数;第三章高分子材料的结构1、聚合度:高分子化合物的大分子链是出大量锥告连成的。
大分子链中链节的重复次数叫聚合度2、官能度:指在一个单体上能和别的单体发生键合的位置数目3、加聚反应:由一种或多种单体相互加成而连接成聚合物的反应;4、缩聚反应:由一种或多种单体相互混合而连接成聚合物,同时析出(缩去)某种低分子物质(如水、氨、醉、卤化氢等)的反应;5、共聚:由两种或两种以上的单休参加聚合而形成聚合物的反应。
第四章晶体缺陷1、晶体缺陷:实际晶体中与理想的点阵结构发生偏差的区域;2、位错密度:晶体中位错的数量,是单位体积晶体中所包含的位错线总长度;3、晶界:同一种相的晶粒与晶粒的边界;4、晶界内吸附:少量杂质或合金元素在晶体内部的分布是不均匀的,它们常偏聚于晶界,称这种现象为晶界内吸附;第五章材料的相结构及相图1、固溶体:当合金相的晶体结构保持溶剂组元的晶体结构时,这种相就称为一次固溶体或端际固溶体,简称固溶体。
2、拓扑密堆积:如两种不同大小的原子堆积,利用拓扑学的配合规律,可得到全部或主要由四面体堆垛的复合相结构,形成空间利用率很高、配位数较大(12、14、15、16等)一类的中间相,称为拓扑密堆积。
3、电子浓度:固溶体中价电子数目e与原子数目之比。
4、间隙相:两组元间电负性相差大,且/1≤0.59具有简单的晶体结构的中间相5、间隙化合物:两组元间电负性相差大,且/≥0.59所形成化合物具有复杂的晶体结构。
材料科学基础考研知识点总结第一章原子结构和键合1.原子键合●金属键●离子键●共价键●氢键●范德华力:静电力诱导力色散力第二章固体结构1.晶体学基础●空间点阵和晶胞●七个晶系14种点阵2.金属的晶体结构●晶体结构和空间点阵的区别3.合金的相结构●晶相指数和晶面指数●晶向指数●晶面指数●六方晶系指数●晶带●晶面间距●晶体的对称性●宏观对称元素●极射投影●金属的晶体结构●三种典型的金属的晶体结构●多晶型性●置换固溶体●间隙固溶体●固溶体的围观不均匀性●影响固溶度的主要因素●固溶体的性质●中间相●正常价化合物●电子化合物●与原子尺寸因素相关的化合物●超结构(有序固溶体)4.常见离子晶体结构●离子晶体配位规则(鲍林规则)●负离子配位多面体规则(引入临界离子半径比值)●电价规则(整体不显电性)●负离子多面体共顶,棱和面规则(由于共用顶,棱和面间距下降,导致库仑力上升,稳定性下降)●不同种类正离子配位多面体规则(能量越高区域越分散)●节约规则(【俄罗斯方块原理】)●典型离子晶体结构●AB型化合物【CsCl结构 NaCl结构 ZnS型结构】●AB2型化合物结构【CaF2 萤石 TiO2金红石型结构】●硅酸盐的晶体结构●孤岛状硅酸盐●组群状硅酸盐●链状硅酸盐●层状硅酸盐●架状硅酸盐5.共价晶体结构第三章晶体中的缺陷1.点缺陷●点缺陷形成●点缺陷的平衡浓度2.位错●刃型位错●螺型位错●混合位错●伯氏矢量●位错运动●位错弹性性质(认识)●位错生成与增值●实际位错中伯氏矢量3.面缺陷●外表面与内表面(了解)●晶界和亚晶界●晶界的特性●孪晶界●相界第四章固体中的扩散1.扩散的表象理论●菲克第一定律●菲克第二定律●扩散方程●置换固溶体扩散(柯肯达尔效应)2.扩散热力学●扩散的热力学分析(上坡扩散)3.扩散的微观理论与机制●扩散机制●晶界扩散及表面扩散●扩散系数4.扩散激活能5.影响扩散的因素●温度●晶体结构●晶体缺陷●化学成分●应力作用6.反应扩散7.离子晶体中的扩散第五章材料的变形1.弹性变形●弹性的不完整性●包申格效应●弹性后效●弹性滞后2.黏弹性变形3.塑性变形●单晶体塑性变形●滑移●孪生●扭折●多晶体的塑性变形●晶粒取向的影响●晶界的影响●合金的塑性变形●单相固溶体塑性变形●影响因素●曲服现象●应变实效●多相合金的塑性变形●弥散分布型合金的塑性变形●塑性变形对组织性能影响●显微组织变化●亚结构变化●性能变化●形变织构●残余应力4.回复与再结晶●冷变形金属在加热时组织与性能的变化●回复●再结晶●晶粒的长大5.热加工●动态回复●动态再结晶●蠕变●超塑性第六章凝固1.相平衡和相率●吉布斯相律2.纯晶体的凝固●液态结构●晶体凝固的热力学条件●形核●晶粒长大●结晶动力学及凝固组织●凝固理论应用3.合金的凝固●正常凝固●区域熔炼●合金成分过冷4.铸锭组织与凝固技术●铸锭的宏观组织●铸锭的缺陷第七章相图1.二元相图基础●2.二元相图●匀晶相图●共晶相图●包晶相图●铁碳相图3.三元相图基●基本特点●表示方法●杠杠定律及重心定律第八章材料的亚稳态1.纳米材料2.准晶3.非晶态4.固态相变形成亚稳相●固体相变形成的亚稳相●固溶体脱溶分解产物●脱熔转变●连续脱溶●不连续脱溶●脱溶过程亚稳相●脱溶分解对性能影响●马氏体转变●特征●形态●贝氏体转变●钢中贝氏体转变特征●贝氏体转变的基本特征。
第一章材料的结构1.1名词解释空间点阵:组成晶体的粒子(原子、离子或分子)在三维空间中形成有规律的某种对称排列,如果用点来代表表示组成晶体的粒子,这些点的空间排列就称为空间点阵.晶体结构:即晶体的微观结构,指晶体中实际质点(原子、离子或分子)的具体排列情况. 晶胞:空间格子将晶体结构截成一个个大小、形状相等,包含等同内容的基本单位.配位数:指晶体结构中,与任一原子最近邻且等距离的原子数.致密度:晶胞中原子所占的体积分数.金属键:金属原子间生成的一种特殊的离域共价键.缺位固溶体:这类固溶体一般是由被溶元素溶于金属化合物中生成,溶入元素占据着晶格的正常位置,但另一组分元素应占的某些位置是空着的.电子化合物:其结构形式决定于每个原子平均摊到的价电子数的化合物.间隙相:过渡族金属可与原子半径甚小的非金属元素形成化合物,当金属(M)与非金属(X)的原子半径r X/r M<0.59时,化合物具有简单的晶体结构称为间隙相.间隙化合物:当金属(M)与非金属(X)的原子半径r X/r M>0.59时,其结构复杂,通常称为间隙相.超结构:对于某些合金,当其成分接近一定原子比时,较高温度时为短程有序,缓冷到某一温度以下,会转变为完全有序状态,成为有序固溶体,又称超结构.拓扑密堆相:由大小不同的原子适当配合,得到全部或主要是四面体间隙的复杂结构.固溶体:凡溶质原子完全溶于固态溶剂中,并能保持溶剂元素的晶格类型所形成的合金相称为固溶体.间隙固溶体:原子半径较小的非金属原子(H,B,N和C等)统计地深入过渡金属结构的间隙中形成间隙固溶体.置换固溶体:溶质原子置换了溶剂点阵中的一些溶剂原子.第二章晶体缺陷2.1 名词解释肖脱基空位:当某些原子获得足够高的能量时,就可克服周围原子的束缚,离开原来的平衡位置,离位原子跑到晶体表面或晶界就可形成肖脱基空位.弗仑克尔空位:离位原子跳到晶体间隙中,就形成了弗仑克尔空位.刃型位错:滑移方向与位错线垂直的位错.螺型位错:滑移方向与位错线平行的位错.混合位错:当位错线与滑移方向既不平行又不垂直,而是成任意角度α时,这种位错称为混合型位错.柏氏矢量:可以揭示位错本质并能描述位错行为的矢量.位错密度:单位体积晶体中所含的位错线的总长度.位错的滑移:滑移是指位错线沿滑移面的移动,任何类型的位错均可进行滑移.位错的攀移:攀移是指位错垂直于滑移面的移动,只有刃型位错才能进行攀移.F-R位错源:若某滑移面有一段刃型位错AB,两端被位错网节点钉住不能运动,在沿其垂直线方向外加剪切应力使位错沿滑移面运动,由于两端固定所以只能使位错线弯曲,在应力作用下循环,实现位错增值.派-F纳力:位错移动时,需要一个力克服晶格阻力,越过势垒,此力称为派-纳力.单位位错:实际晶体中存在的位错的柏氏矢量仅限于少数最短的平移矢量,具有这种柏氏矢量的位错称为单位位错.不全位错:柏氏矢量不等于最短平移矢量整数倍的位错叫不全位错.堆垛层错:不全位错沿滑移面扫过之后,滑移面上下层原子不再占有平常的位置,产生了错排,形成了层错,如果正常堆垛顺序被扰乱,便出现对多层错.汤普森四面体:Thompson提出用来表示晶体中所有重要位错的柏氏矢量和位错反应的参考四面体.位错反应:位错之间的互相转化称为位错反应.扩展位错:一个单位位错分解为两个不全位错,中间夹住一片层错的组态叫做扩展位错.表面能:晶体表面单位面积能量的增加称为比表面能,数值上与表面张力σ相等以γ表示. 界面能:晶界处原子排列紊乱,是能量增高,即产生晶界能.对称倾侧晶界:由一系列柏氏矢量互相平行的同号刃位错垂直排列而成,境界两边对称. 重合位置点阵:当相邻晶粒处在某些特殊位向时,不受晶界存在的影响,两晶粒有1/n的原子处在重合位置,构成一个新的点阵称为“1/n重合位置点阵”.共格晶面:孪晶界上的原子同时位于两个晶体点阵的结点上,为孪晶的两部分晶体所共有,这种形式的界面称为共格界面.失配度:若两相邻晶粒晶面间距相差较大,界面上原子不可能完全一一对应,原子不一一对应的程度称为失配度,用δ表示.非共格界面:当失配度δ>0.25,完全失去匹配能力,称为非共格界面.内吸附:由于界面能的存在,当晶体中存在能降低界面能的异类原子时,这些原子将向晶界偏聚,这种现象叫内吸附.第三章纯金属的凝固3.1 名词解释结晶与凝固:物质由液态到固态的转变过程称作凝固。