晶界知识整理

《晶体》知识清单一、晶体的定义与基本特征晶体，指的是内部原子、离子或分子在空间按一定规律周期性重复排列构成的固体物质。

这种周期性的排列赋予了晶体一系列独特的特征。

首先，晶体具有规则的几何外形。

这是因为其内部结构的周期性和对称性，使得晶体在生长过程中自然形成了特定的几何形状，如立方体、八面体等。

其次，晶体具有固定的熔点。

在加热过程中，当温度达到晶体的熔点时，晶体开始熔化，并且在整个熔化过程中温度保持不变，直到完全熔化。

再者，晶体具有各向异性。

这意味着晶体在不同方向上的物理性质，如导电性、导热性、光学性质等，可能存在差异。

二、晶体的分类1、按照晶体中粒子间结合力的类型，晶体可以分为离子晶体、原子晶体、分子晶体和金属晶体。

离子晶体是由阴、阳离子通过离子键结合而成，典型的离子晶体有氯化钠、氯化铯等。

离子晶体具有较高的熔点和沸点，硬度较大，在熔融状态或水溶液中能导电。

原子晶体中，原子之间通过共价键相互连接，形成一个巨大的三维网状结构，例如金刚石、二氧化硅等。

原子晶体通常具有很高的熔点和硬度。

分子晶体中，分子之间依靠分子间作用力结合在一起，像干冰、冰等都是分子晶体。

分子晶体一般熔点和沸点较低，硬度较小。

金属晶体则是由金属阳离子和自由电子通过金属键结合而成，常见的金属如铁、铜、铝等都属于金属晶体。

金属晶体具有良好的导电性和导热性。

2、按照晶体是否具有对称性，可分为对称晶体和非对称晶体。

对称晶体具有一定的对称元素，如对称轴、对称面等，使得晶体在外观和物理性质上表现出对称性。

而非对称晶体则不具备这些对称元素。

三、晶体的形成晶体的形成通常有两种方式：从液体中结晶和从气相中结晶。

从液体中结晶，常见的有降温结晶和蒸发结晶。

降温结晶是通过降低溶液的温度，使溶质的溶解度降低，从而析出晶体。

蒸发结晶则是通过蒸发溶剂，使溶液浓度增大，溶质析出。

从气相中结晶，一般在真空中或在特定的气氛条件下进行。

气相中的粒子在一定条件下凝聚形成晶体。

高中物理晶体非晶体知识点
基础知识：
1. 晶体是由有序排列的原子或分子构成的固体，非晶体是由无序排列的原子或分子构成的固体。

2. 晶体具有定向性，非晶体没有定向性。

3. 晶体具有明确的晶体结构，而非晶体没有明确的结构，呈现出随机分布的状态。

4. 晶体具有具体的晶格参数、晶面和晶体形态，而非晶体没有这些特征。

晶体结构：
1. 晶体结构分为离子晶体结构、共价晶体结构和金属晶体结构。

2. 离子晶体结构由正离子和负离子通过电静力相互作用形成的结构。

3. 共价晶体结构由共价键形成的结构。

4. 金属晶体结构由金属原子之间的金属键形成的结构。

晶体缺陷：
1. 晶体缺陷主要分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。

2. 点缺陷包括空位缺陷和杂质缺陷。

3. 线缺陷包括位错和螺旋位错。

4. 面缺陷包括晶界和堆垛错。

非晶体结构：
1. 非晶体结构没有明确的结构，它的结构呈现出无规则分布的状态。

2. 非晶体结构有两种常见的排列方式，即高密度排列（例如熔
融态条件下）和低密度排列（例如固态条件下）。

3. 非晶体具有很强的非晶特性，例如固态条件下呈现出象液体的形态。

4. 非晶体具有良好的机械性能和化学性质，因此在制备材料、光电器件等领域有广泛应用。

金属学与热办理总结一、金属的晶体构造要点内容：面心立方、体心立方金属晶体构造的配位数、致密度、原子半径，八面体、四周体空隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特征、晶界具的特征。

基本内容：密排六方金属晶体构造的配位数、致密度、原子半径，密排场上原子的堆垛次序、晶胞、晶格、金属键的观点。

晶体的特色、晶体中的空间点阵。

晶格种类fcc(A1)bcc(A2)hcp(A3)空隙种类正四周体正八面体四周体扁八面体四周体正八面体空隙个数84126126原子半径2a3a a442r A空隙半径32a22a53a23a62a21a 444442r B晶胞：在晶格中选用一个能够完整反应晶格特色的最小的几何单元，用来剖析原子摆列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。

金属键：失掉外层价电子的正离子与洋溢此间的自由电子的静电作用而联合起来，这类联合方式称为金属键。

位错：晶体中原子的摆列在必定范围内发生有规律错动的一种特别构造组态。

位错的柏氏矢量拥有的一些特征：①用位错的柏氏矢量能够判断位错的种类；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路程径没关；③位错的柏氏矢量个部分均同样。

刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混淆型呈随意角度。

晶界拥有的一些特征：①晶界的能量较高，拥有自觉长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋向；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐化和氧化；⑥常温下晶界能够阻挡位错的运动，提升资料的强度。

二、纯金属的结晶要点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法，铸锭三晶区的形成体制。

基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质办理的观点。

铸锭的缺点；结晶的热力学条件和构造条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。

相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不停变化着的近程规则摆列的原子公司。

1、晶体结构的基本特性是原子或分子、离子在三维空间呈周期性反复排列，即存在长程有序。

2、为说明点阵排列的规律和特点，可在点阵中取出一个具有代表性的基本单元作为点阵的组成单元，称为晶胞。

3、原子排列的方向称为晶向，原子构成的平面称为晶面。

4、当晶体绕某一轴转而能完全复原时，此轴为回转对称轴。

在回转一周的过程中，晶体能反复n次，就称为n次对称轴。

5、晶体通过某一平面作镜像反映而能复原，则该平面称为对称面或镜面。

6、若晶体中所有的点在通过某一点反演后能复原，则该点就称为对称中心。

7、若晶体绕某一轴回转一定角度，再以轴上的一个中心点作为反演之后能复原时，此轴称为回转-反演轴。

8、点群是指一个晶体中所有的点对此元素的集合。

9、将代表每个特定晶面或晶向的直线从球心出发向外延长，与参考球球面相交于一点，这点即为该晶面或晶向的代表点，称为该晶面或晶向的极点。

10.以晶体的某个晶面平行于投影面以上作出所有重要晶面的极射投影图，称为标准投影。

11、倒易点阵就是从实际点阵通过一定转化导出的抽象点阵。

12、最常见的金属晶体结构有面心立方结构（fcc）、体心立方结构（bcc）和密排六方结构（hcp）三种。

13、晶胞的大小一般是由晶胞的棱边长度，即点阵常数衡量的。

14、配位数是指晶体结构中任一原子周边最近邻且等距离的原子数。

15、致密度是指晶体结构中原子体积占总体积的百分数。

16、有些固态金属在不同的温度和压力下具有不同的晶体结构，即具有多晶型性。

转变的产物称为同素异构体。

17、合金是指由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。

18、固溶体是以某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入其他组元原子（溶质原子）所形成的均匀混合的固态溶体，它保持着溶剂的晶体结构类型。

19、假如组成合金相的异类原子有固定的比例，所形成的固相的晶体结构与所有组元均不同，且这种相的成分多数处在A在B中的溶解限度和B在A中的溶解限度之间，即落在相图的中间部位，故称为中间相。

工程材料期末复习知识点《工程材料》复习思考题1．解释下列名词机械性能、强度、刚度、硬度、晶格、晶粒、位错、晶界、金属化合物、铁素体、渗碳体、变形织构、热处理、本质晶粒度、渗碳处理。

过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。

变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。

加工硬化：随着塑性变形的增加，金属的强度、硬度迅速增加；塑性、韧性迅速下降的现象。

再结晶：冷作金属材料被加热到较高的温度时，原子具有较大的活动能力，使晶粒的外形开始变化，从破碎拉长的晶粒变成新的等轴晶粒，和变形前的晶粒形状相似，晶格类型相同，把这一阶段称为“再结晶”。

冷加工：在再结晶温度以下进行的压力加工。

相：在金属或合金中，凡成分相同、结构相同并与其它部分有界面分开的均匀组成部分，均称之为相。

相图：用来表示合金系中各个合金的结晶过程的简明图解称为相图。

固溶体：合金的组元之间以不同的比例混合，混合后形成的固相的晶格结构与组成合金的某一组元的相同，这种相称为固溶体。

枝晶偏析：实际生产中，合金冷却速度快，原子扩散不充分，使得先结晶出来的固溶体合金含高熔点组元较多，后结晶含低熔点组元较多，这种在晶粒内化学成分不均匀的现象称为枝晶偏析。

比重偏析：比重偏析是由组成相与溶液之间的密度差别所引起的。

如果先共晶相与溶液之间的密度差别较大，则在缓慢冷却条件下凝固时，先共晶相便会在液体中上浮或下沉，从而导致结晶后铸件上下部分的化学成分不一致，产生比重偏析。

固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属的强度、硬度升高的现象称为固溶强化。

弥散强化：合金中以固溶体为主再加上适量的金属间化合物弥散分布，会提高合金的强度、硬度及耐磨性，这种强化方式为弥散强化。

珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物。

第五节水晶石英是自然界中最常见，最主要的造岩矿物。

也是珠宝界应用数量和范围颇大的一类宝石。

石英宝石可有显晶质、隐晶质等多种结晶形态，其中单晶石英在珠宝界统称水晶(Rock crystal)。

一、水晶的基本性质(一)矿物名称石英(Quartz)。

(二)化学成分化学成分为二氧化硅(SiO2)，纯净时形成无色透明的晶体，当含微量的杂质元素A1、Fe 等时，经辐照微量元素形成不同类型的色心，产生不同的颜色，如烟色、紫色、黄色等。

(三)晶系及结晶习性水晶属三方晶系，常见晶形为柱状(图3—l—49)，主要单形为六方柱m{1010}、菱面体r{1011}和z{0111}、三方双锥5{1121}及三方偏方面体J{5161}等，菱面体r一般比z发育，当菱面体r和z同等发育时，外观上呈假六方双锥状。

柱状晶体的柱面上发育有横纹和多边形蚀象。

图3—1—49 水晶晶体(a)左形；(b)右形水晶的结晶习性受温度和溶液饱和度影响，随着温度的升高，晶形从长柱状趋向短柱状，最后到六方双锥状。

水晶中常见的双晶有道芬双晶、巴西双晶、日本双晶等(图3—1—50)。

图3—l—50 水晶的双晶(a)道芬双晶；(b)巴西双晶；(c)日本双晶(四)光学性质1.颜色水晶的颜色可有无色，紫色，黄色，粉红色，不同程度的褐色直到黑色。

2. 光泽及透明度玻璃光泽，断口可具油脂光泽。

透明度：无色水晶透明度可达到很高，清彻如水，随着包裹体含量的增加或有色水晶的颜色加深，透明度降低。

3，光性一轴晶正光性。

水晶的一轴晶干涉图是独特的，其分割干涉色色环的黑十字臂达不到中心，形成一种中空的图案，俗称牛眼干涉图。

4.折射率与双折射率折射率1.544～1.553，双折射率为0.009。

5.多色性无色水晶没有多色性，有色水晶可有多色性，多色性的颜色及强弱受有色水晶体色及体色的深浅影响。

一般讲，体色越深时，多色性越明显。

(五)力学性质1.解理无解理，有典型的贝壳状断口。

凝聚态物理知识点凝聚态物理是物理学的一个重要分支，研究物质在固体和液体等凝聚态下的性质和行为。

本文将介绍一些凝聚态物理的基本知识点，帮助读者对这一领域有更深入的了解。

一、固体结构1. 晶体结构晶体是具有长程有序的固体结构，其原子或分子按照规律的排列方式进行堆积。

常见的晶体结构包括立方晶系、单斜晶系、正交晶系等。

不同的晶体结构决定了物质的性质和行为。

2. 结晶缺陷结晶缺陷是晶体中存在的非完美排列的原子或分子。

常见的结晶缺陷包括点缺陷（空位、杂质原子）、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界）。

结晶缺陷对晶体的性质和行为起着重要的影响。

二、凝聚态物质的性质1. 热力学性质凝聚态物质的热力学性质描述了物质在不同温度、压力下的状态和相变行为。

包括物质的热容、热导率、热膨胀系数等。

热力学性质的研究对于理解物质的相变和热传导等过程具有重要意义。

2. 电子结构与导电性凝聚态物质中的电子结构是物质性质的关键因素。

金属、半导体和绝缘体是常见的导电性质分类，其差异在于能带结构和价带填充程度。

电子结构的研究对于理解物质的导电行为和电子器件的实际应用具有重要意义。

3. 磁性与自旋凝聚态物质中的自旋相互作用决定了物质的磁性。

包括顺磁性、反磁性以及铁磁性、抗磁性等。

磁性的研究对于材料科学和磁存储技术的发展具有重要意义。

4. 光学性质凝聚态物质对光的吸收、散射、折射和发射等光学性质具有重要影响。

包括透明性、色散性、偏振性等。

通过研究物质的光学性质可以了解其电磁响应行为和光传导等过程。

三、凝聚态物理的研究方法1. 实验方法凝聚态物理研究中常用的实验方法包括晶体生长、X射线衍射、电子显微镜、核磁共振等。

实验方法的发展推动了凝聚态物理的进步，为深入理解物质的性质和行为提供了重要手段。

2. 理论方法凝聚态物理的理论方法包括量子力学、固体物理学、统计物理学等。

通过理论方法可以推导出物质的性质和行为的数学模型，并与实验结果进行比较，从而提供对物质的深入理解。

2020届材料科学基础期末必考知识点总结豆第八章回复与再结晶第一节冷变形金属在加热时的组织与性能变化一回复与再结晶回复：冷变形金属在低温加热时，具显微组织无可见变化，但其物理、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。

再结晶：冷变形金属被加热到适当温度时，在变形组织内部新的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒，而使形变强化效应完全消除的过程。

二显微组织变化（示意图）回复阶段：显微组织仍为纤维状，无可见变化；再结晶阶段：变形晶粒通过形核长大，逐渐转变为新的无畸变的等轴晶粒。

晶粒长大阶段：晶界移动、晶粒粗化，达到相对稳定的形状和尺三性能变化1力学性能（示意图）回复阶段：强度、硬度略有下降，塑性略有提高。

再结晶阶段：强度、硬度明显下降，塑性明显提高。

晶粒长大阶段：强度、硬度继续下降，塑性继续提高，粗化严重时下降。

2物理性能密度：在回复阶段变化不大，在再结晶阶段急剧升高；电阻：电阻在回复阶段可明显下降。

四储存能变化(示意图)1储存能：存在于冷变形金属内部的一小部分(〜10%)变形功。

「弹性应变能(3〜12%)2存在形式J位错(80〜90%) 1I点缺陷j 是回复与再结晶的驱动力3储存能的释放：原子活动能力提高，迁移至平衡位置，储存能得以释放。

五内应力变化回复阶段：大部分或全部消除第一类内应力，部分消除第二、三类内应力；再结晶阶段：内应力可完全消除。

第二节回复一回复动力学(示意图)1加工硬化残留率与退火温度和时间的关系ln(x o/x)=C o texp(-Q/RT)x o原始加工硬化残留率；X—退火时加工硬化残留率；C0一比例常数；t—加热时间；T—加热温度。

2动力学曲线特点(1)没有孕育期；(2)开始变化快，随后变慢；(3)长时间处理后，性能趋于一平衡值。

3高温回复：位错攀移（+滑移）f 位错垂直排列（亚晶界）+多边化（亚（0.3~0.5Tm ）晶粒）一►弹性畸变能降低。

三回复退火的应用去应力退火：降低应力（保持加工硬化效果），防止工件变形、开 裂，提高耐蚀性。

材料工程基础复习要点及知识点整理全材料工程是化学、物理的交叉学科，它涉及到材料的物理、化学以及其结构等方面知识。

在学习材料工程基础时，我们需要掌握一些重要的复习要点和知识点，本文将对其进行系统的整理。

一、晶体结构与晶体缺陷晶体结构是材料工程基础的核心内容之一，其对材料的性质和应用有着非常重要的影响。

晶体结构的种类包括金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体等，每种结构都有其独特的特点和性质。

晶体缺陷是晶体中存在的缺陷或异质物，它对材料的性质和应用也有着重要的影响。

晶体缺陷包括点缺陷（空位、间隙、杂质）、线缺陷（位错、蚀刻通道）和面缺陷（晶界、界面）等。

二、材料的物理性质材料的物理性质包括密度、比热、热导率、电导率、热膨胀系数、磁性、光学性能等。

这些性质对于材料的性能和应用起着决定性的作用，因此学习和掌握这些物理性质是非常重要的。

三、材料的力学性质材料的力学性质包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性、硬度等。

这些性质是衡量材料强度和耐久性的重要指标，对于材料的设计和应用也具有非常重要的作用。

四、材料的组织结构和相变材料的组织结构指的是材料内部的微观结构和相互之间的关系，包括晶体结构、晶粒大小、晶体缺陷、晶格畸变、相分布等。

了解和掌握材料的组织结构对于材料的性能和应用具有重要的意义。

材料的相变指的是材料在不同条件下发生的状态变化现象，包括固态相变、液态相变和气态相变等。

了解和掌握材料的相变规律可以为材料的制备和性能提高提供重要的理论依据和工程指导。

五、材料加工和处理材料加工和处理是将材料转变成所需的形态、结构和性能的过程。

常见的加工和处理方式包括热处理、冷加工、焊接、表面处理、涂层等。

了解和掌握这些加工和处理过程对于材料的制备和性能提高非常重要。

六、材料的应用材料的应用是材料工程学科的最终目的。

掌握材料的应用知识可以为实际工程和生产提供重要的理论基础和实践指导。

总之，材料工程基础涉及到的知识点非常丰富和复杂，需要我们通过多种途径进行学习和掌握。