武汉理工大学材料工程基础课程学习要点

第九章烧结烧结定义：1、传统定义：（宏观定义）一种或多种固体粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体的过程。

2、微观定义：由于固态中分子（或原子）的相互吸引，通过加热，使粉末体产生颗粒粘结，经过物质迁移使粉末产生强度并导致致密化和再结晶的过程。

第一节概述烧结的目的是把粉状材料转变为块体材料，并赋予材料特有的性能。

烧结得到的块体材料是一种多晶材料，其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。

烧结直接影响显微结构中晶粒尺寸和分布、气孔大小形状和分布及晶界的体积分数等。

从材料动力学角度看，烧结过程的进行，依赖于基本动力学过程—-扩散，因为所有传质过程都依赖于质点的迁移。

一、烧结的定义压制成型后的粉状物料在低于熔点的高温作用下、通过坯体间颗粒相互粘结和物质传递，气孔排除，体积收缩，强度提高、逐渐变成具有一定的几何形状和坚固整个的过程。

二、烧结分类固相烧结是指松散的粉末或经压制具有一定形状的粉末压坯被置于不超过其熔点的设定温度中，在一定的气氛保护下，保温一段时间的操作过程。

所设定的温度称为烧结温度，所用的气氛称为烧结气氛，所用的保温时间称为烧结时间。

液相烧结也是二元系或多元系粉末烧结过程，但烧结温度超过某一组元的熔点，因而形成液相。

活化烧结和液相烧结可以大大提高原子的扩散速率，加速烧结过程，因而出现了把它们统称为强化烧结的趋势。

对松散粉末或粉末压坯同时施以高温和外压，则是所谓的加压烧结。

热压是指对置于限定形状的石墨模具中的松散粉或对粉末压坯加热的同时对其施加单轴压力的烧结过程。

热等静压是指对装于包套之中的松散粉末加热的同时对其施加各向同性的等静压力的烧结过程。

1、烧结与烧成烧结：仅指粉料经加热而致密化的物理过程烧成：包括粉料在加热过程中发生的一切物理和化学变化，例如：气体排除、相变、熔融；氧化、分解、固相反应等2、烧结和熔融烧结是在远低于熔融温度下进行的，至少有一组元处于固态熔融则所有组元转变为液相3、烧结与固相反应固相反应：至少有两个组份参加，产物不同于任一反应物烧结：可单或多组分，不发生化学反应，表面能推动下实现致密化的过程第二节烧结过程及机理一、烧结过程(一)烧结温度对烧结体性质的影响图5是新鲜的电解铜粉(用氢还原的)，经高压成型后，在氢气气氛中于不同温度下烧结2小时然后测其宏观性质：密度、比电导、抗拉强度，并对温度作图，以考察温度对烧结进程的影响。

第四章固体的表面与界面固体的接触界面可一般可分为表面、界面和相界面：1）表面:表面是指固体与真空的界面。

2）界面:相邻两个结晶空间的交界面称为“界面”。

3）相界面:相邻相之间的交界面称为相界面。

有三类: S／S；S／V； S／L。

产生表面现象的根本原因在于材料表面质点排列不同于材料内部，材料表面处于高能量状态⏹ 4.1 固体的表面及其结构♦ 4.1.1固体的表面1.理想表面2.清洁表面（1）台阶表面（2）弛豫表面（3）重构表面3.吸附表面4. 固体的表面自由能和表面张力5. 表面偏析6. 表面力场固体表面的结构和性质在很多方面都与体内完全不同。

所以，一般将固体表面称为晶体三维周期结构和真空之间的过渡区域。

这种表面实际上是理想表面，此外还有清洁表面、吸附表面等。

1、理想表面没有杂质的单晶，作为零级近似可将清洁表面理想为一个理想表面。

这是一种理论上的结构完整的二维点阵平面。

它忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响，忽略了表面原子的热运动、热扩散和热缺陷等，忽略了外界对表面的物理化学作用等。

这种理想表面作为半无限的晶体，体内的原子的位置及其结构的周期性，与原来无限的晶体完全一样。

2、清洁表面清洁表面是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应的表面。

这种清洁表面的化学组成与体内相同，但周期结构可以不同于体内。

根据表面原子的排列，清洁表面又可分为台阶表面、弛豫表面、重构表面等。

（1）台阶表面台阶表面不是一个平面，它是由有规则的或不规则的台阶的表面所组成（2）弛豫表面 –在垂直于表面的方向上原子间距不同于该方向上晶格内部原子间距的表面由于固体体相的三维周期性在固体表面处突然中断，表面上原子的配位情况发生变化，相应地表面原子附近的电荷分布将有所改变，表面原子所处的力场与体相内原子也不相同。

为使体系能量尽可能降低，表面上的原子常常会产生相对于正常位置的上、下位移，结果表面相中原子层的间距偏离体相内原子层的间距，产生压缩或膨胀。

材料科学基础复习大纲第二章晶体结构2.1 结晶学基础1、概念：晶体晶胞晶胞参数七大晶系晶面指数晶面族晶向指数晶向族2、晶面指数和晶向指数的计算2.2 结合力与结合能按照结合力性质不同分为物理键和化学键化学键包括离子键共价键金属键物理键包括范德华键氢键晶体中离子键共价键比例估算（公式2.16）离子晶体晶格能2.3 堆积（记忆常识）1、最紧密堆积原理及其使用范围：原理略适用范围：典型的离子晶体和金属晶体原因：该原理是建立在质点在电子云分布呈球形对称以及无方向性的基础上的2、两种最紧密堆积方式：面心立方最紧密堆积ABCABC 密排六方最紧密堆积ABABAB系统中：每个球周围有6个八面体空隙 8个四面体空隙N个等径球体做最紧密堆积时系统有2N个四面体空隙N个八面体空隙八面体空隙体积大于四面体空隙3、空间利用率：晶胞中原子体积与晶胞体积的比值（要学会计算）两种最紧密堆积方式的空间利用率为74.05﹪（等径球堆积时）4、影响晶体结构的因素内因：质点相对大小（决定性因素）配位数（概念及计算）极化（概念，极化对晶体结构产生的影响）外因（了解）：同质多晶类质多晶同质多晶转变2.4 单质晶体结构（了解）2.5 无机化合物结构（重点每年必考）分析结构从以下几个方面入手：晶胞分子数，何种离子做何种堆积，何种离子添隙，添隙百分比，正负离子配位数，正负离子电价是否饱和，配位多面体，添隙半径的计算（刚好相切时），隙结构与性质的关系。

1、NaCl型：4个NaCl分子 Cl离子做面心立方密堆积，Na离子填充八面体空隙，填充率100﹪，正负离子配位数均为6，电价饱和。

【NaCl6】或【ClNa6】八面体结构与性能：此结构在三维方向上键力均匀，因此无明显解理，破碎后呈颗粒状，粒为多面体形状。

离子键结合，因此有较高的熔点和硬度2、立方ZnS结构：4个ZnS分子S离子做面心立方密堆积，Zn离子填充四面体空隙填充率50﹪，离子配位数均为4，电价饱和，【ZnS4】四面体会画投影图（图2.26）注意：一定要画虚线，一定要标高，一定要有图例（白球黑球代表什么离子）3、萤石（CaF2）结构：（唯一正离子做堆积的结构）4个CaF2分子 Ca离子做面心立方密堆积，F离子填充四面体空隙，填充率100﹪。

第四章固体的表面与界面固体的接触界面可一般可分为表面、界面和相界面：1）表面:表面是指固体与真空的界面。

2）界面:相邻两个结晶空间的交界面称为“界面”。

3）相界面:相邻相之间的交界面称为相界面。

有三类: S／S；S／V； S／L。

产生表面现象的根本原因在于材料表面质点排列不同于材料内部，材料表面处于高能量状态⏹ 4.1 固体的表面及其结构♦ 4.1.1固体的表面1.理想表面2.清洁表面（1）台阶表面（2）弛豫表面（3）重构表面3.吸附表面4. 固体的表面自由能和表面张力5. 表面偏析6. 表面力场固体表面的结构和性质在很多方面都与体内完全不同。

所以，一般将固体表面称为晶体三维周期结构和真空之间的过渡区域。

这种表面实际上是理想表面，此外还有清洁表面、吸附表面等。

1、理想表面没有杂质的单晶，作为零级近似可将清洁表面理想为一个理想表面。

这是一种理论上的结构完整的二维点阵平面。

它忽略了晶体内部周期性势场在晶体表面中断的影响，忽略了表面原子的热运动、热扩散和热缺陷等，忽略了外界对表面的物理化学作用等。

这种理想表面作为半无限的晶体，体内的原子的位置及其结构的周期性，与原来无限的晶体完全一样。

2、清洁表面清洁表面是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应的表面。

这种清洁表面的化学组成与体内相同，但周期结构可以不同于体内。

根据表面原子的排列，清洁表面又可分为台阶表面、弛豫表面、重构表面等。

（1）台阶表面台阶表面不是一个平面，它是由有规则的或不规则的台阶的表面所组成（2）弛豫表面 –在垂直于表面的方向上原子间距不同于该方向上晶格内部原子间距的表面由于固体体相的三维周期性在固体表面处突然中断，表面上原子的配位情况发生变化，相应地表面原子附近的电荷分布将有所改变，表面原子所处的力场与体相内原子也不相同。

为使体系能量尽可能降低，表面上的原子常常会产生相对于正常位置的上、下位移，结果表面相中原子层的间距偏离体相内原子层的间距，产生压缩或膨胀。

2024武汉理工复合材料大纲一、课程介绍本专业主要从事复合材料的基础理论和应用技术的教学及研究工作，培养学生具备复合材料领域的科学素养和技术能力，为国家和地方的航空航天、汽车、船舶、电子、建筑、能源等行业的发展培养高层次、复合型的复合材料专门人才。

二、专业培养目标1.掌握基本的材料学、力学、工程力学、热力学、物理化学等基础理论和知识，具有扎实的数理基础和专业知识；2.掌握复合材料的加工制备、表征与评价、应用和管理等方面的知识，具有扎实的实验技能和工程实践能力；3.具有较强的科学研究和技术创新能力，能够开展科学研究、技术开发和工程设计等工作；4.具有良好的团队协作和沟通能力、较强的自主学习和终身学习能力、一定的工程项目管理和市场经济意识；5.具有良好的职业道德素质、全面发展、综合素质较高，能够适应现代制造业和社会的发展需要。

三、主干课程1.材料力学2.复合材料力学3.复合材料制备技术4.复合材料表征与评价5.复合材料应用与管理6.复合材料设计与制造7.复合材料工程实践8.复合材料科研方法9.复合材料改性技术10.复合材料结构设计11.复合材料环境影响12.复合材料材料科学基础四、实践环节1.材料实验2.复合材料制备实验3.复合材料表征实验4.复合材料成型实践5.复合材料应用技术实训6.复合材料设计实践7.复合材料科研实践五、实习环节1.企业实习2.社会调查3.综合设计4.仿真计算5.产品开发六、毕业设计要求学生根据所学的知识和技能，选择一个复合材料领域的实际问题，进行科学研究或应用研究，并完成一定的毕业设计报告和成果展示。

毕业设计要求学生在恰当的时间完成对所选题目的策划、调研、实验、计算、仿真、设计等工作，并在老师的指导下完成设计报告和成果展示。

七、教学要求1.注重基础知识与基本理论的教学，使学生牢固掌握专业基础知识；2.注重实践技能和工程实践的培养，提高学生工程实践能力；3.注重科学研究和技术创新的指导，发展学生的科学研究和创新意识；4.注重实习环节和毕业设计的实践教学环节，使学生在实际工作中得到锻炼；5.注重学生综合素质的培养，提高学生的综合素质。

材料工程基础课程【原创实用版】目录1.材料工程基础课程简介2.课程的目标和内容3.课程的重要性和应用4.课程的学习方法和建议正文【材料工程基础课程简介】材料工程基础课程是一门针对材料科学的入门课程，旨在向学生介绍材料科学的基本概念、原理和方法。

该课程为学生提供了材料科学的基础知识，帮助他们理解和分析各种材料的结构、性能和加工过程。

材料工程基础课程是材料科学和工程专业的重要组成部分，也是相关领域的基础知识。

【课程的目标和内容】材料工程基础课程的目标是培养学生对材料科学的基本认识，掌握材料科学的基本理论和实验方法，为进一步学习和研究材料科学打下坚实的基础。

课程内容包括：材料的结构与性能、材料的合成与加工、材料的相变、材料的力学性能、材料的电学性能、材料的磁学性能、材料的光学性能等。

【课程的重要性和应用】材料工程基础课程的重要性体现在以下几个方面：首先，该课程为学生提供了材料科学的基础知识，使他们能够理解和分析各种材料的结构、性能和加工过程。

这些知识对于从事材料科学和工程领域的人员非常重要。

其次，该课程培养了学生的实验技能和科学研究能力。

通过课程实验，学生能够熟练掌握各种材料测试和分析方法，为进一步研究和开发新材料打下坚实的基础。

最后，该课程为学生提供了丰富的实践机会。

学生可以通过课程项目、实习和毕业设计等环节，将所学知识应用于实际工程问题中，提高解决实际问题的能力。

【课程的学习方法和建议】学习材料工程基础课程，可以采用以下方法和建议：1.认真阅读教材和参考书。

材料科学是一个知识体系完整的学科，阅读教材和参考书是掌握基础知识的重要途径。

2.大量做练习和参加实验。

通过练习和实验，可以加深对理论知识的理解，提高实验技能和科学研究能力。

3.参加课程项目、实习和毕业设计等环节。

这些环节可以将所学知识应用于实际工程问题中，提高解决实际问题的能力。

4.与老师和同学积极交流。

学术交流是学术研究的重要组成部分，通过交流可以了解学术前沿，提高自己的研究水平。

武汉理工大学材料学院材料科学基础大纲第一部分考试说明一、考试性质《材料科学基础》是材料学科的专业基础课，着重研究材料的成分、加工方法与材料的组织、性能之间的关系以及其变化规律，它是如何发挥材料潜力使用好现有材料和研究开发新材料的理论基础，也是学习材料学科专业课的先行课程，所以设立为材料学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。

二、考试的学科范围考查的详细要点见第二部分。

知识面要全面兼顾，重点在于基础。

三、评价目标对《材料科学基础》的基本理论掌握，应用基本理论分析常见的工程现象的能力。

分析问题要求文字语言通顺，层次清楚；回答问题要求要点明确，即提出论点，指明方向，简要说明理由；计算题要有明确原理，原始数据来源，准确的结果，合理的计量单位。

四、考试形式与试卷结构考试时间180分钟，采用闭卷笔试。

题形为问答方式的分析和论述题，含通用的计算内容。

按题目内容分小题按要点记分。

五、参考书目侧重公有的基础理论，不限书目。

可以为任何90年后出版的材料专业的教科书。

例如西安交大石德柯等编《材料科学基础》，清华潘金生等编《材料科学基础》，哈工大李超编《金属学原理》，中南矿冶曹明盛编《物理冶金基础》等等。

第二部分考查要点一、材料的晶体结构名词概念晶体与非晶体晶格与晶胞晶向指数与晶面指数体心立方面心立方密排六方内容要求1．晶胞中晶向指数与晶面指数表示方法，即指数与图形对应关系。

2．金属中常见三种典型晶型的原子位置、单胞中原子数、致密度、配位数、密排面与密排方向。

3．立方晶系中方向指数的夹角和晶面间距。

二、晶体缺陷名词概念单晶体与多晶体晶粒与晶界点缺陷线缺陷面缺陷空位位错柏氏矢量刃型位错和螺型位错滑移与攀移内容要求1．定性说明晶体平衡时为什么存在一定的空位浓度。

2．简单立方晶系中刃型位错和螺型位错原子模型，及其对应的柏氏矢量。

3．位错滑移运动的条件及其结果。

4．晶体中的界面形式、界面能及其对晶粒形貌的影响。

三、材料的相结构名词概念固溶体与化合物电子浓度内容要求1．固溶体有哪些类型，影响固溶体溶解度的因素。

材料工程基础教学大纲第一篇：材料工程基础教学大纲《材料工程基础》课程教学大纲制定依据：本大纲根据2014版本科人才培养方案制定课程编号：I0220024 学时数：64 学分数：4 适用专业：无机非金属材料工程先修课程：大学物理、高等数学、工程力学考核方式：考试一、课程的性质和任务材料工程基础课程是无机非金属材料工程专业的一门重要的学科基础课。

围绕材料生产过程主要涉及到的工程理论，本课程主要介绍与之相关的基本理论和基础研究方法。

通过本课程的学习，要使学生获得工程流体力学、传热与传质基础等方面的基本概念、基本理论和基本运算技能；掌握材料生产过程中相关的工程理论基本知识，具备一定的工程研究能力。

在传授知识的同时，要通过各个教学环节逐步培养学生具有思维能力、自学能力、独立分析问题和解决问题的能力，还要特别注意培养学生工程研究能力和综合运用所学知识去分析和解决问题的能力。

本门课程要求学生重点掌握如下知识：1.正确理解下列基本概念和它们之间的内在联系：粘滞性，静压强，连续性方程的物理意义，能量方程的物理意义，流动的状态，流动阻力，传导传热，对流传热，辐射传热，导温系数，热阻，角系数，热流量，质量传递，量纲，相似准数，过剩空气系数，燃烧值，湿空气的各状态参数。

2.正确理解下列基本定理和公式并能正确运用：质量守恒定理，能量守恒定律，牛顿冷却定律，辐射换热的基本定理，相似三定理，量纲和谐原理。

3.牢固掌握下列公式：牛顿粘性定律，流体静力学基本方程，连续性方程，Bernoulli方程，傅立叶（Fourier）定律，牛顿冷却定律，物体间的辐射传热，燃料组成的换算，空气量的计算，烟气量计算。

4.熟练运用下列法则和方法：湿空气状态变化过程的特点、干燥过程的描述，量纲分析法、方程分析法，物料平衡法则，热量平衡法则。

5.会运用流体流动的基本规律、热量传递基本规律和工程研究基本方法解一些简单的工程问题。

二、教学内容与要求理论教学（学时：64）流体力学基础（8学时）（一）教学内容 1.1 流体力学概述 1.1.1 流体的概念 1.1.2 流体力学的研究内容1.1.3 流体力学研究的意义1.1.4 流体力学的研究方法1.1.5 单位与量纲 1.2 流体的性质1.2.1 流体的基本物理性质1.2.2 流体的连续性——连续介质模型 1.2.3 流体的可压缩性与热膨胀性 1.2.4 流体的传递性质1.2.5 流体的状态参数与状态方程 1.2.6 作用在流体上的力 1.3 流体运动的微分方程1.3.1 质量守恒定律——连续性方程1.3.2 动量定理——运动方程(纳维一斯托克斯方程)1.3.3 能量守恒定律——能量方程 1.3.4 定解条件1.3.5 相似理论和量纲分析 1.3.6 三种传递过程的类比分析 1.4 流体静力学1.4.1 重力场中静止流体中的压强分布1.4.2 非惯性系中均质流体的相对平衡 1.5 理想流体流动 1.5.1 欧拉方程 1.5.2 流体的旋度 1.5.3 流函数1.5.4 不可压缩理想流体圆柱绕流1.6 不可压缩粘性流体的流动1.6.1 层流与湍流 1.6.2 边界层理论简介1.6.3 不可压缩粘性流体的层流运动1.6.4 湍流运动的雷诺方程组1.6.5 混合长理论 1.6.6 光滑管中的湍流流动 1.6.7 粗糙管中的湍流流动 1.7 流体流动的伯努利方程式 1.7.1 流体沿流线流动的伯努利方程式1.7.2 流体沿管道流动的伯努利方程式 1.7.3 流体流动的阻力 1.7.4 伯努利方程式的应用 1.8 气体动力学基础1.8.1 可压缩气流的一些基本概念1.8.2 理想气体一元恒定流动的基本方程 1.8.3 气体在管道中的运动 1.9 离心式风机1.9.1 离心式风机的基本结构和工作原理1.9.2 离心式风机的性能参数与性能曲线 1.9.3 离心式风机性能参数的换算 1.9.4 离心式风机的工作点及流量调节 1.9.5 离心式风机的并联和串联操作 1.9.6 离心式风机的选择（二）教学要求（1）了解流体的基本物理属性和流体的输送设备。

武汉理工大学材料科学基础复习经验（转）第一步很重要，不论是学习专业课还是公共课都要做好准备工作——你需要去搜集《材料科学基础》（武汉理工大学出版社，以下称为材基）的有关资料，越多越好。

资料收集一般适用于应届生，对于二战以上的肯定有自己的方法。

资料弄齐全之后，把材基买回来准备认认真真的看吧，先说明一下版本：武汉理工大学出版社，第二版（绿色的，不是色盲的都懂我意思吧），有个最显著的特点就是有610页，应该是材料专业考研中最厚的一本专业书了吧。

（其实也不要害怕，因为有些知识不是重点，删除之后大概能考的就450页）书到了之后，先别急着看，这时候你之前收集的资料就有大用处了。

找到历年考研人总结的材基的重点章、节，在书上的目录的标记下来（最好用铅笔，以后可能还要改）。

第一次标记也不需要特别的详细，以后看书看资料你自己会慢慢明白书中的重点和考研的重点。

目录标好之后对书的基本章节有了基本印象，就可以开始看书了，书至少看三遍，第一遍可以自己看书也可以跟着视频看（看视频的话基础好点，但是视频也有很多集，具体哪种根据自己的时间定吧）+把能做起来的课后习题自己想着所学的知识做一下，不懂的地方问问同学，学长，或者百度，实在找不到先放着，可能和后面的知识有点联系，第一遍不会很正常。

第一遍把书看完，闲的无聊的话可以去看看真题（这时不出意外应该会的题目很少，会给自己一点压力和紧张感），第一遍只是粗略的看，然后进行第二遍复习+课后习题，这一遍很重要：还是一样的，标目录！（我一开始并不认为这是什么好方法，后来觉得这样做真的很有帮助），根据自己第一遍的学习把前后的知识连起来学习每一章节的知识。

要把第一遍留下的问题90%都解决掉，后面为攻克难题留下更多的时间。

第二遍个人攻略：一章一章的看，如果看到和后面知识有联系的做上标记以便下次查找，看完一章开始做课后习题（习题比较综合，有些不会考的可以放掉），一般的题目都会有答案，这是你一开始就需要准备的东西。