材料科学基础常考知识点

三材料的扩散扩散是物质中原子（分子或离子）的迁移现象，是物质传输的一种方式。

扩散的本质是原子依靠热运动从一个位置迁移到另一个位置。

是固体中原子迁移的唯一方式。

研究扩散一般有两种方法：表象理论—根据所测量的参数描述物质传输的速率和数量等；（宏观）原子理论—扩散过程中原子是如何迁移的。

（微观）3.1 扩散的分类1. 根据有无浓度变化自扩散：原子经由自己元素的晶体点阵而迁移的扩散。

(如纯金属或固溶体的晶粒长大-无浓度变化)互扩散：原子通过进入对方元素晶体点阵而导致的扩散。

（有浓度变化）2. 根据扩散方向下坡扩散：原子由高浓度处向低浓度处进行的扩散。

上坡扩散：原子由低浓度处向高浓度处进行的扩散。

固态扩散的条件1、温度足够高；2、时间足够长；3、扩散原子能固溶；4、具有驱动力：5、化学位梯度。

菲克第一定律稳态扩散：扩散过程中各处的浓度及浓度梯度不随时间变化（əC/ət=0，əJ/əx=0）菲克第一定律：在稳态扩散过程中，扩散通量J与浓度梯度成正比J为扩散通量，表示单位时间内通过垂直于扩散方向x的单位面积的扩散物质质量，其单位为kg/(m2s)或kg/(cm2s)。

D为扩散系数，其单位为m2/s；ρ是扩散物质的质量浓度，其单位为kg/m3。

式中的负号表示物质从高浓度向低浓度扩散的现象，扩散的结果导致浓度梯度的减小，使成份趋于均匀。

菲克第二定律非稳态扩散——各处的浓度和浓度梯度随时间发生变化的扩散过程。

（əC/ət≠0, əJ/əx≠0）。

大多数扩散过程是非稳态扩散过程，某一点的浓度是随时间而变化的菲克第二定律：扩散过程中，扩散物质浓度随时间的变化率，与沿扩散方向上物质浓度梯度随扩散距离的变化率成正比。

3.2 置换式固溶体中的扩散---互扩散与柯肯达尔效应互扩散——柯肯达尔效应柯肯达尔最先发现互扩散，在α黄铜—铜扩散偶中，用钼丝作为标志，785℃下保温不同时间后，钼丝向黄铜内移动，移动量与保温时间的平方根成正比，Cu-黄铜分界面黄铜侧出现宏观疏孔。

材料科学与基础第一章晶体结构第一节晶体学基础一、空间点阵晶体中原子或分子的空间规则排列，阵点周围环境相同，在空间的位置一定。

（一）晶胞点阵中取出的一个反映点阵对称性的代表性基本单元。

通过晶胞角上的某一阵点，沿其三个棱边作坐标轴X、Y、Z（称为晶轴），则此晶胞就可由其三个棱边的边长a、b、c（称为点阵常数）及晶轴之间的夹角α、β、γ六个参数表达出来。

事实上，采用三个点阵矢量a、b、c来描述晶胞更方便。

（二）晶系（三）布拉菲点阵只能有14种空间点阵，归属于7个晶系。

（四）晶体结构与空间点阵最简单的空间格子，又叫原始格子，以P表示。

对称性高的为高级晶族。

二、晶向指数和晶面指数（一）晶向指数1.以晶胞的晶轴为坐标轴X、Y、Z，以晶胞边长作为坐标轴的长度单位。

2.从晶轴系的原点O沿所指方向的直线取最近一个阵点的坐标u、v、w。

3.将此数化为最小整数并加上方括号，即为晶向指数。

[100],[110],[111̅]晶向指数表示所有相互平行、方向一致的晶向。

晶体中因对称关系而等同的各组晶向可并为一个晶向族，用<uvw>表示。

（二）晶面指数1.对晶胞作晶轴X、Y、Z以晶胞的边长作为晶轴上的单位长度。

2.求出待定晶面在三个晶轴上的截距（如该晶面与某轴平行，则截距为∞）。

3.取这些截距数的倒数。

4.将上述倒数化为最小的简单整数，并加上圆括号，即表示该晶面的指数，记为（hkl ）晶面指数所代表的不仅是某一晶面，而是代表着一组相互平行的晶面。

（化简相等）在晶体中，具有等同条件而只是空间位向不同的各组晶面，可归并为一个晶面族，用｛hkl ｝表示。

在立方晶系中，具有相同指数的晶向和晶面必定是相垂直的。

即[hkl ]⊥{hkl} （三）六方晶系指数晶面指数以（hkil ）四个指数来表示，有h +k +i =0； 晶向指数以[uvtw]表示，有u +v +t =0。

六方晶系按两种晶轴系所得的晶面指数和晶向指数可相互转换如下：对晶面指数来说，从（hkil ）转换成（hkl ）只需去掉i ；对晶向指数，[UVW]与[uvtw]的关系为：U =u −t; V =v −t; W =w 。

材料科学基础知识点总结金属的晶体结构金属的晶体结构有面心立方、体心立方等不同类型。

不同类型的晶体结构具有不同的配位数、致密度、原子半径以及八面体、四面体间隙个数等特征。

晶向指数、晶面指数可以用来标定晶体的方向和面。

柏氏矢量和晶界具有特殊的性质，可以用来判断位错的类型和晶界的特征。

纯金属的结晶纯金属的结晶过程受到阻力和动力的影响，过冷度是理论结晶温度与实际结晶温度的差。

在铸锭的过程中，形成三晶区的原因是晶核的形成和生长过程中的热力学条件和结构条件。

细化晶粒的方法可以通过加入形核剂来实现。

相起伏是液态金属___的近程规则排列，起伏不定，不断变化。

1、晶粒细化晶粒细化是一种改善材料塑性和韧性的方法。

随着晶粒尺寸的减小，材料的塑性和韧性得到改善，同时强度也有所提高。

这是因为晶粒越小，位错塞集群中位错个数越少，从而增加了位错的运动阻力，提高了材料的强度。

晶粒细化的规律是，晶界越多、晶粒越小，材料的屈服强度越高。

根据___-配奇关系式σs=σ＋Kd-1/2，晶粒的平均直径越小，材料的屈服强度越高。

晶粒细化的方法包括增加过冷度、变质处理、振动和搅拌等方法，以及通过正火和退火的热处理方法来细化晶粒。

在钢中加入强碳化物形成元素也可以实现晶粒细化。

2、第二相强化第二相强化是通过改变材料中第二相的形态和分布来提高材料的强度和硬度。

钢中第二相的形态主要有网状、片状和粒状三种。

网状Fe3C的析出会降低钢的机械性能，而片状和粒状的分布则可以提高钢的强度和硬度，但对塑性和韧性的影响不同。

片状分布时，片层间距越小，强度越高，塑性和韧性也越好。

而粒状分布时，颗粒越细小、分布越均匀，合金的强度越高，但对塑性的危害也越大。

无论是片状还是粒状，第二相都可以阻止位错的移动。

第二相强化的方法包括合金化，即加入合金元素，并通过热处理或变形来改变第二相的形态和分布。

3、固溶强化固溶强化是通过溶质原子的溶入来提高固溶体的强度和硬度，但会降低其塑性和韧性。

沉淀强化：沉淀硬化（析出强化）：指金属在过饱和固溶体中溶质原子偏聚区和（或）由之脱溶出微粒弥散分布于基体中而导致硬化地一种热处理工艺.如奥氏体沉淀不锈钢在固溶处理后或经冷加工后，在～℃或～℃进行沉淀硬化处理，可获得很高地强度弥散强化：稳定地弥散碳化物可以细化晶粒.在热处理加热过程中，新生相要长大，它地相界（晶界）就要行外推移，如果没有阻碍地话，这个推移速度是比较快地，也就是说晶粒长得很快，最终会很大.如果有了稳定地弥散分布地碳化物地存在，这些碳化物对新相地晶界地推移有阻碍（驻扎）作用，使晶界推移速度减慢，使晶粒不易长大，从而显现出细化晶粒地效果.个人收集整理勿做商业用途冷脆性跟热脆性地区别：铁脆有两种情况一种是冷脆性一种是热脆性冷脆性金属材料在低温下呈现地冲击值明显降低地现象.大多是含磷元素高引起，象当年泰坦尼克号沉船事件，后来有人分析是制船钢板冷脆性引起地. 另外碳也能增加钢地冷脆性和时效敏感性，使铁地可塑性和抗冲击性降低.热脆性指某些钢材～℃温度区间长期停留后室温下地冲击值有明显下降地现象.在高温时并不表现出脆性，只有用常温冲击试验才能表现出脆性上升，可比正常值下降％～％以上.低合金铬镍钢、锰钢、含铜钢易有热脆性.当含硫量达到一定程度时,就会出现热脆性地性质. 你地情况可能是含碳量多，或含有过量硫磷和溶铜.个人收集整理勿做商业用途铝合金地强化处理：细化晶粒，从熔铸开始改善铸锭地晶粒度.一般来说，晶粒越细小，其强度、塑性越高..加工硬化，经过冷加工以后地型材强度提高，但塑性降低.即抗拉强度提高，延伸率降低. .铝合金分为可热处理强化合金和不可热处理强化合金.即某些合金可以通过固溶热处理时效提高其强度.其机理是个人收集整理勿做商业用途固溶热处理:将合金加热至高温单相区恒温保持,使过剩相充分溶速冷却,以得到过饱和固溶体地热处理工艺时效处理可分为自然时效和人工时效两种自然时效是将铸件置于露天场地半年以上，便其缓缓地发生形，从而使残余应力消除或减少，人工时效是将铸件加热到～℃进行去应力退火，它比自然时效节省时间，残余应力去除较为彻底.个人收集整理勿做商业用途根据合金本性和用途确定采用何种时效方法.高温下工作地铝合金适宜用人工时效，室温下工作地铝合金有些采用自然时效，有些必须人工时效.从合金强化相上来分析，含有相和等相地合金，一般采用自然时效，而需要在高温下使用或为了提高合金地屈服强度时，就需要采用人工时效来强化.比如和，度以下自然时效可以得到高地强度和耐蚀性，对于度以上工作地和度工作地铆钉用合金则需要人时效.含有主要强化相为，地相地合金，只有采用人工时效强化，才能达到它地最高强度.对于一般铝合金，自然时效时，屈服强度稍低而耐蚀性较好，采用人时效时，合金屈服强度较高而伸长率和耐蚀性都降低.对于铝－锌－镁－铜系合金入则相反，当采用人工时效时，合金耐蚀性比自然时效好.个人收集整理勿做商业用途铝合金淬火实际上就是利用合金元素在铝中具有较大地固溶度，且固溶度随温度降低而急剧减小地特点，将铝合金加热到某一温度后急冷（通称为“淬火”），从而得到过饱和固溶体.时效则是将这种过饱和铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度，基体中可沉淀出弥散强化相地过程.组织：根据时效温度和时间地不同，会发生析出相地弥散，聚集长大等变化；性能：时效使合金地强度和硬度随时间地延长而增高，但塑性和任性降低.钢地淬火是把钢加热到临界点以上，保温并随之以大于临界冷却速度冷却，以得到介稳态地马氏体或下贝氏体组织地热处理工艺.回火是当钢全淬成马氏体时再加热地过程，分个阶段进行，分别是马氏体地分解，残余奥氏体地转变，碳化物地转变，α相状态地变化以及碳化物地聚集长大，这是组织方面；而性能方面可以减少或消除残余应力，提高韧性和塑性，获得硬度、强度、塑性和韧性地适当配合.由此看出相同点是都会有析出相地变化，不同地是铝合金淬火是在固溶温度，而钢淬火是在奥氏体转变温度以上，以获得奥氏体组织；且时效是为了增加强度，是铝合金地一种强化机制，而回火是为了增加韧性，释放淬火应力个人收集整理勿做商业用途能否用弥散强化跟沉淀强化来提高铝合金地弹性模量？弹性模量是工程材料重要地性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小地尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度地反映.凡影响键合强度地因素均能影响材料地弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等.因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等，金属材料地杨氏模量值会有或者更大地波动.但是总体来说，金属材料地弹性模量是一个对组织不敏感地力学性能指标，合金化、热处理（纤维组织）、冷塑性变形等对弹性模量地影响较小，温度、加载速率等外在因素对其影响也不大，所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数. 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度地指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形地应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小.弹性模量是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要地应力.它是反映材料抵抗弹性变形能力地指标，相当于普通弹簧中地刚度.个人收集整理勿做商业用途是热处理工艺较为复杂，必须经过退火、淬火、等一系列过程.退火地目地是，降低硬度，使显微组织均匀，便于淬火.一般为～℃.淬火时由于它地导热性差一般分两阶段进行.先在～℃预热(以免引起大地)，然后迅速加热到淬火温度～℃，后油冷.工厂均采用盐炉加热.个人收集整理勿做商业用途淬火后因内部组织还保留一部分(约)没有转变成，影响了高速钢地性能.为使残余奥氏体转变，进一步提高硬度和耐磨性，一般要进行～次回火，回火温度℃，每次保温小时.个人收集整理勿做商业用途能否用一次长时间地回火处理代替？因为一次回火不能完全消除残奥，因为我们知道高速钢淬火后含有大量地残余奥氏体，当第一次回火地时候随着回火地时间延长，由于奥氏体总地合金元素含量减少，使点上升，并在回火冷却过程中一部分残余奥氏体才能转变成马氏体，但是每次回火残余奥氏体含量只能降低一定地比例，而不能全部转化为马氏体，所以要进行多次回火，一般一次回火后还有，二次回火后，三次后还有.一般淬火后地是，硬度也是随着回火地次数上升一般情况下是.就算你用在长地回火时间也是没用地，因为转变过程是在冷却过程中转变地个人收集整理勿做商业用途冷热两种模具钢地区别一、冷作模具钢冷作模具钢包括制造冲截用地模具（落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀）、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等.冷作模具钢地工作条件及性能要求冷作模具钢在工作时．由于被加工材料地变形抗力比较大，模具地工作部分承受很大地压力、弯曲力、冲击力及摩擦力.因此，冷作模具地正常报废原因一般是磨损．也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效地.冷作模具钢与刃具钢相比．有许多共同点.要求模具有高地硬度和耐磨性、高地抗弯强度和足够地韧性，以保证冲压过程地顺利进行、其不同之处在于模具形状及加工艺复杂．而且摩擦面积大．磨损可能性大．所以修磨起来困难.因此要求具有更高地耐磨化模具工作时承受冲压力大．又由于形状复杂易于产生应力集中，所以要求具有较高地韧性；模具尺寸大、形状复杂．所以要求较高地淬透性、较小地变形及开裂倾向性.总之，冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面地要求要较刃具钢高一些．而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求（因为是冷态成形），所以也相应形成了一些适于做冷作模具用地钢种，例如，发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等.下面结合有关钢种选用进一步说明..钢种选择通常接冷作模具地使用条件，可以将钢种选择分为以下四种情况：（）尺寸小、形状简单、轻负荷地冷作模具.例如．小冲头，剪落钢板地剪刀等可选用、、、等碳素工具钢制造.这类钢地优点是；可加工性好、价格便宜、来源容易.但其缺点是：淬透性低、耐磨性差、淬火变形大.因此，只适于制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷地工具以及要求硬化层不深并保持高韧性地冷像模等.（）尺寸大、形状复杂、轻负荷地冷作模具.常用地钢种有、、及等低合金刃具钢.这些钢在油中地淬透直径大体上可达以上.其中钢是我国近年来发展地一种不含地冷作模具用钢．可代替或部分代替含地钢.钢地碳化物不均匀性和淬火开裂倾向性比钢小、脱碳倾向性比钢小，而淬透性比碳素工具钢大．其价格只比后者高约％因此是一个值得推广使用地钢种.但钢也存在一些缺点如冲击韧性不高，在生产使用中发现有碎裂现象．另外回火稳定性较差，回火温度一般不超过℃在℃回火时抗弯强度及韧性开始出现低值.钢可在硝盐、热油等冷却能力较为缓和地淬火介质中淬火.对于一些变形要求严格而硬度要求又不很高地模具，可采用奥氏体等温淬火.（）尺寸大、形状复杂重负荷地冷作模具.须采用中合金或高合金钢．如、、等，另外也有选用高速钢地.近年来用高速钢做冷作模具地倾向巴日趋增大、但应指出，此时已不再是利用高速钢所特有地红硬性长处．而用它地高淬透性和高耐磨性.为此．在热处理工艺上也应有所区别.选用高速钢做冷模具时．应采用低温淬火．以提高韧性.例如钢做刃具时常用地淬火温度为℃.而做冷作模具时，则应采用℃地低温淬火.又如钢．采用低温淬火后可使寿命大大提高、特别是显著减少了折损率.〔)受冲击负荷且刀间单薄地冷作模具.如上所述．前三类冷作模具用钢地使用性能要求均以高耐磨性为主为此均采用高碳过共析钢乃至荣氏体钢.而对有地冷作模具加切边楼、冲裁模等．其对口单薄．使用时又受冲击负荷作用则应以要求高地冲击韧性为主.为了解决这一矛盾．可采取以下措施．①降低合碳量．采用亚共折钢．以避免由于一次及二次碳化物而引起钢地韧性下降；②加入．、等合金元素．以提高钢地回火稳定性和回火温度（一℃回火）这样有利于充分消除淬火应力使叽提高．而又不致降低硬度；②加入等形成难熔碳化物地元素以细化晶粒、提高韧性.常用地高韧性冷作模具用钢有、；、等..充分发挥冷作模具钢性能潜力地途径在用型钢或高速钢做冷作模具时，一个很突出地问题是钢地脆性大．使用中易开裂.为此，必须用充分锻打地方法细化碳化物．除此之外应发展新钢种.发展新钢种地着眼点，应是降低钢地含碳量及碳化物形成元素地数量.近年来国内研制并推广以下几种新钢种、如表所示.钢具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等优点．并具有较好地回火稳定性及综合力学性能．用干制造硅钢片冲模等．可使寿命比钢提高～倍以上但此钢锻造温区范围较窄，锻造河县开裂．应严格控制锻造温度和操作规认钢淬火温度低、淬火变形小、淬透性高．有空淬微变形模具钢之称钢可代和钢．其特点是钢地碳化物不均匀性和韧性得到很大地改善.二、热作模具钢.热作模具地工作条件热作模具包括锤锻模、热挤压模和压铸模三类.如前所述．热作模具工作条件地主要特点是与热态金属相接触、这是与冷作模具工作条件地主要区别.因此会带来以下两方面地问题：（）模腔表层金属受热.通常锤锻模工作时．其模腔表面温度可达～℃以上热挤压模可达一℃以上；压铸模模腔温度与压铸材料种类及浇注温度有关.如压铸黑色金属时模腔温度可达℃以上.这样高地使用温度会使模腔表面硬度和强度显著降低，在使用中易发生打垛.为此．对热模具钢地基本使用性能要求是热塑变抗力高，包括高温硬度和高温强度、高地热塑变抗力，实际上反映了钢地高回火稳定性.由此便可以找到热模具钢合金化地第一种途径，即加入、、．等合金元素可以提高钢地回火稳定性.（）模腔表层金属产生热疲劳（龟裂）.热模地工作特点是具有间歇性．每次使热态金属成形后都要用水、油、空气等介质冷却模腔地表面.因此．热模地工作状态是反复受热和冷却，从而使模腔表层金属产生反复地热胀冷缩，即反复承受拉压应力作用．其结果引起模腔表面出现龟裂，称为热疲劳现象，由此，对热模具钢提出了第二个基本使用性能要求．即具有高地热疲劳抗力.一般说来，影响钢地热疲劳抗力地因素主要有：①钢地导热性.钢地导热性高，可使模具表层金属受热程度降低，从而减小钢地热疲劳倾向性.一般认为钢地导热性与合碳量有关，含碳量高时导热性低，所以热作模具钢不宜采用高碳钢.在生产中通常采用中碳钢（～）合碳量过低．会导致钢地硬度和强度下降．也是不利地.②钢地临界点影响.通常钢地临界点（）越高．钢地热疲劳倾向性越低.因此．一般通过加入合金元素、、、引来提高钢地临界点.从而提高钢地热疲劳抗力..常用热作模具用钢（）锤锻模用钢.一般说来，锤锻模用钢有两个问题比较突出一是工作时受冲击负荷作用．故对钢地力学性能要求较高，特别是对塑变抗力及韧性要求较高；二是锤锻模地截面尺寸较大（＜）故对钢地淬透性要求较高，以保证整个模具组织和性能均匀.常用锤锻楼用钢有、、、及等.不同类型地锤眼模应选用不同地材料.对特大型或大型地锤锻模以为好．也可采用、或等.对中小型地锤锻模通常选用钢.（）热挤压模用钢，热挤压模地工作特点是加载速度较慢，因此，模腔受热温度较高，通常可达一℃.对这类钢地使用性能要求应以高地高温强度(即高地回火稳定性）和高地耐热疲劳性能为主.对及淬透性地要求可适当放低.一般地热挤压模尺寸较小，常小于～.常用地热挤压模有、及％型等热作模具钢．其化学成分如表所示.其中．既可做冷作模具钢，又可做热作模具钢．由于用途不同，可采用不同热处理方法.作冷模时采用较低地淬火温度（—℃）及低温或中温回火处理；作热模时则采用较高地淬火温度（一般为一℃）及高温回火处理.（）压铸模用钢.从总体上看，压铸模用钢地使用性能要求与热挤压模用钢相近，即以要求高地回火稳定性与高地热疲劳抗力为主.所以通常所选用地钢种大体上与热挤模用钢相同．如常采用．和等钢.但又有所不同如对熔点较低合金压铸模．可选用、及等；对和合金压铸模，可选用、等对合金压铸模．多采用钢.近年来．随着黑色金属压铸工艺地应用，多采用高熔点地铝合金和镍合金．或者对钢进行三元共渗，用以制造黑色金属压铸模.最近国内外还正在试验采用高强度地铜合金作黑色金属地压铸模材料.个人收集整理勿做商业用途变态莱氏体：铁碳二元系中，含碳量为地液相在冷却至℃时发生共晶反应，生成由渗碳体和奥氏体组成地莱氏体（），继续冷却至℃时，莱氏体中地奥氏体发生共析反应转变为珠光体，此时组织由渗碳体和珠光体组成，莱氏体变为变态莱氏体或称低温莱氏体,用符号ˊ表示. 个人收集整理勿做商业用途变态莱氏体中含有大量地渗碳体,渗碳体成为基体组织,渗碳体是一个硬脆相,故变态莱氏体塑性很差难以进行变形加工,但因具有共晶转变,有良好地铸造性能. 个人收集整理勿做商业用途。

一：知识：1：晶面和晶向：晶面：（hkl）；晶向：[hkl]；2：对于能量和熵的判断：（1）：G=H-TS，高温主要考虑熵作用（熔化等），低温主要考虑能量作用（常温等），较高温度时综合考虑；（2）：分析：能量分为结合能和应变能。

结合能：可用简单立方系或平面正方点阵，观察过程前后键数量的变化（最近邻假设）；同时原子间距越小结合能越大（越稳定）。

应变能：“偏离平衡状态越远，应变能越高”，同时（同样偏离距离）压应变的数值高于拉应变。

熵：由S=KlnΩ，有：体系微观状态数越大，熵越高（应用此式说明时需注意过程前后体系物质种类及数量不能变化）；可用排列组合比较Ω。

一般情况可直观感觉，体系越无序，所受的限制越少，熵越大。

3：“属+种差”：对于词汇“ABC”：C是主要成分，A、B是对C的修饰。

第一章问题P7-1：已知α-Fe的密度为7.8，其晶胞是立方的，每个晶胞中原子个数为2，求点阵常数。

【】2：在一个晶胞内，画出（123）、（101）、（021）、（111）和[111]、[212]、[301]、[231]。

【】3：根据立方系夹角公式，计算以下界面的夹角：（111）与（111）；（110）和(111)。

【】5：有一个反派角色问了该问题：（e π2）晶面该怎么画？如何看待他的问题？答：这个晶面只能近似地作出……但是不必考虑这个问题，因为高指数晶面没有意义。

之所以无意义，是因为高指数晶面上的原子间距离很远，相互作用可忽略不计，没有研究价值。

6：说明面心立方中（111）面间距最大，而体心立方中（110）面间距最大。

【】P91：铜的密度为8.9，铝为2.7（8.9/2.7=3.3），但两者的原子量之比为63.5/27=2.35。

请问两个比值不同说明了什么？（铜和铝结构相同）【】2：画出fcc（111）晶面和bcc（110）晶面的原子分布图。

【】4：已知金刚石中C-C键长为0.155nm，求其密度。

【】6：金刚石强度远高于石墨，但熔点却低于石墨。

单项选择题：1.高分子材料中的C—H化学键属于.（A）氢键（B）离子键（C）共价键2.属于物理键的是。

(A)共价键(B）范德华力（C)离子键3.化学键中通过共用电子对形成的是.（A）共价键（B）离子键（C)金属键4.面心立方晶体的致密度为。

（A）100% (B)68% (C）74％5.体心立方晶体的致密度为。

（A）100％（B）68% （C）74％6.密排六方晶体的致密度为。

（A）100％（B)68% (C）74%7.以下不具有多晶型性的金属是。

（A）铜（B)锰(C）铁8.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的是. （A）fcc （B）bcc （C）hcp9.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。

（A）氮（B)碳(C）硼10.面心立方晶体的孪晶面是.（A）｛112} （B）｛110｝(C)｛111｝11.以下属于正常价化合物的是。

(A）Mg2Pb （B)Cu5Sn （C）Fe3C12.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为。

（A)肖特基缺陷（B）弗仑克尔缺陷（C）线缺陷13.原子迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为。

（A)肖脱基缺陷（B)Frank缺陷（C）堆垛层错14.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是？（A）垂直(B）平行（C)交叉15.能进行攀移的位错必然是.(A）刃型位错(B)螺型位错(C）混合位错16.以下材料中既存在晶界、又存在相界的是(A)孪晶铜（B)中碳钢（C）亚共晶铝硅合金17.大角度晶界具有____________个自由度。

（A）3 （B）4 （C）518.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征,即浓度不随变化.（A）距离(B）时间（C）温度19.在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为。

（A)原子互换机制(B）间隙机制(C）空位机制20.固体中原子和分子迁移运动的各种机制中，得到实验充分验证的是（A）间隙机制（B)空位机制（C）交换机制21.原子扩散的驱动力是。

2020届材料科学基础期末必考知识点总结第五章三元相图第一节总论1 三元相图的主要特点（1）是立体图形，主要由曲面构成；（2）可发生四相平衡转变；（3）一、二、三相区为一空间。

2 成分表示法－成分三角形（等边、等腰、直角三角形）（1）已知点确定成分；（2）已知成分确定点。

3 成分三角形中特殊的点和线（1）三个顶点：代表三个纯组元；（2）三个边上的点：二元系合金的成分点；（3）平行于某条边的直线：其上合金所含由此边对应顶点所代表的组元的含量一定。

（4）通过某一顶点的直线：其上合金所含由另两个顶点所代表的两组元的比值恒定。

4 平衡转变的类型（1）共晶转变：L0T αa+βb+γc;（2）包晶转变：L0＋αa+βb T γc;（3）包共晶转变：L0＋αa T βb+γc;还有偏共晶、共析、包析、包共析转变等。

5 共线法则与杠杆定律（1）共线法则：在一定温度下，三元合金两相平衡时，合金的成分点和两个平衡相的成分点必然位于成分三角形的同一条直线上。

（由相率可知，此时系统有一个自由度，表示一个相的成分可以独立改变，另一相的成分随之改变。

）（2）杠杆定律：用法与二元相同。

两条推论（1）给定合金在一定温度下处于两相平衡时，若其中一个相的成分给定，另一个相的成分点必然位于已知成分点连线的延长线上。

（2）若两个平衡相的成分点已知，合金的成分点必然位于两个已知成分点的连线上。

6 重心定律在一定温度下，三元合金三相平衡时，合金的成分点为三个平衡相的成分点组成的三角形的质量重心。

（由相率可知，此时系统有一个自由度，温度一定时，三个平衡相的成分是确定的。

）平衡相含量的计算：所计算相的成分点、合金成分点和二者连线的延长线与对边的交点组成一个杠杆。

合金成分点为支点。

计算方法同杠杆定律。

第二节三元匀晶相图1 相图分析点：Ta, Tb, Tc-三个纯组元的熔点；面：液相面、固相面；区：L, α, L+α。

2 三元固溶体合金的结晶规律液相成分沿液相面、固相成分沿固相面，呈蝶形规律变化。

一、名词解释表面改性：是利用固体表而的吸附特性通过各种表而处理改变固体表面的结构和性质以适应各种预期的要求非化学计量化合物：不符合定比定律，正负离子的比例并不是一个简单的固定比例关系的化合物称为非化学计量化合物马氏体相变：一个晶体在外加应力的作用下通过晶体的一个分立体积的剪切作用以极迅速的速率而进行的相变称为马氏体相变。

烧结（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，气孔率降低、在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体，这种过程称为烧结。

相：指系统中具有相同的物理性质和化学性质的均匀部分。

相变：物质从一个相转变为另一个相的过程。

肖特基缺陷：正常节点上的原子热起伏后获得能量离开平衡位置迁移到晶体表面，在原来位置上形成空位。

费仑克尔缺陷：晶格热振动时一些能量足够大的原子离开平衡位置后，进入间隙中，形成间隙原了，原來位置上形成空位。

配位数：晶体结构中一个原子周围与它相连的原子的数目，或离子周围与它相连异号离子的数量称为原子或离子的配位数，用CN来表示。

吸附：是一种物质的原子或分子附着在另一种物质表面的现象溶体：凡在固态条件下，一种组分（溶剂）内“溶解” 了其它组分（溶质）而形成的单一、均匀的晶态固体称为固溶体。

非均匀成核：指体系在外来质点，容器壁或者原有晶体表面上形成核。

在此类体系中，成核几率在空间各点不同，由于模型内模型壁和擦质颗粒的作用，原子依附在其上而形成核，进而降低了过冷度，使成核更加容易。

网络变形体：正离子称为网络改变离子，其单键强度小于250KJ/mol.配位多面体：在晶体结构中，与某一个阳离子（或原子）成配位关系而相邻结合的各个阴离子（或原子）它们的屮心连线所构成的多面体。

液相独立析晶：独立析晶通常在回吸过程中发生。

由于冷却速度快，被回吸的固相被析出的固相所包裹，凹吸过程不能进行，从而使液相进行另一种单独的析晶过程玻璃分相：在一定温度下，玻璃里面的硼、钠等离子出现的一定程度的聚集，形成了富硼相、富钠相区域。

一、基本知识点 1．结合键与晶体学基础（1）化学键包括离子键：静电吸引作用共价键金属键：金属正离子与自由电子之间的相互作用构成的金属原子间的结合力。

没有方向性和饱和性。

（理论包括自由电子模型和能带理论）物理键包括范德华键：包括3种，静电力、诱导力、色散力。

特点有：1、存在于分子或原子间的一种较弱的吸引力 2、作用能约为几十个kj/mol，比化学键小1-2数量级 3、一般没有方向性和饱和性。

氢键：存在于含氢的物质，与范德华健不同的是，氢键是有方向性和饱和性的较强的分子间力。

（2）晶体：是内部质点（原子、分子或离子）在三维空间以周期性重复方式作有规则的排列的固体，即晶体是具有格子构造的固体（1、有确定的熔点2、各向异性，即不同方向性能不同）。

非晶体：原子散乱分布或仅有局部区域的短程规则排列。

玻璃相：相：材料中均匀而具有物理特性的部分，并和体系的其他部分有明显界面的称为“相”（3）空间点阵：把由一系列在三维空间周期性排列的几何点阵成为一个空间点阵晶胞：组成各种晶体构造的最小体积单位晶面：在晶体结构内部中，由物质质点所组成的平面晶向：穿过物质的质点所组成的直线方向晶格：晶系：晶向族晶面族：在晶体中有些晶面上原子排列和分布规律是完全相同的，晶面间距相同，而晶面在空间的位向不同，这样一组等同晶面称为一个晶面族同素异构（4）八面体间隙四面体间隙配位数：指在晶体结构中，该原子或离子的周围与其直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数致密度：一个晶胞中原子所占体积与晶胞体积的比值晶胞中的原子数 2、材料的结构固溶体：将外来组元引入晶体结构，占据主晶相质点位置一部分或间隙位置一部分，仍保持一个晶相，这种晶体称为固溶体（即溶质溶解在溶剂中形成固溶体）。

根据外来组元在主晶相中所处位置，可分为置换固溶体和间隙固溶体。

按外来组元在主晶相中的固溶度，可分为有限固溶体和无限固溶体。

置换固溶体：溶质取代了溶剂中原子或离子所形成的固溶体聚合度（等规度）：在聚合物中的有规立构聚合的百分含量 3、晶体结构缺陷肖脱基缺陷：离位原子迁移到外表面或内界面处，这种空位称肖脱基空位弗兰克尔缺陷（空位）：离位原子迁移到晶体点阵的间隙中，则称为弗兰克尔空位间隙原子：形成弗兰克尔空位的同时将形成等量的间隙原子，间隙原子可以是晶体本身固有的同类原子（称自间隙原子），也可以是外来的异类间隙原子。