⼯程材料复习资料
第⼀章
⼀、名词解释：
晶体：当材料处于固体状态时，若组成它的离⼦、原⼦或分⼦在三维空间呈有规则的长距离（⼤⼤超过原⼦或分⼦尺⼨）的周期性重复排列，即具有长程有序，这⼀类固态物质称为晶体。它们离⼦、原⼦、分⼦规则排列的⽅式就称为晶体结构。
晶格：为了便于描述晶体中原⼦排列规律，把晶体中的原⼦（或离⼦等）想象成⼏何结点，并⽤直线从其中⼼连接起来⽽构成的空间格架，称为晶格。
固溶体：在固态下，合⾦组元间会相互溶解，形成在某⼀组元晶格中包含其它组元的新相，这种新相称为固溶体。
强度：指在外⼒作⽤下材料抵抗变形和断裂的能⼒。
弹性：卸载后试样的变形⽴即消失即恢复原状，这种不产⽣永久变形的性能称为弹性。
刚度：，弹性模量，⼯程上叫刚度。
疲劳强度：疲劳强度是指在⼤⼩和⽅向重复循环变化的载荷作⽤下，材料抵抗断裂的能⼒。在理论上，是抵抗断裂的最⼤应⼒，⽤σ－1表⽰。
塑性：⾦属的塑性指⾦属材料在外⼒作⽤下，产⽣永久性变形⽽不破坏其完整性的能⼒。⽤伸长率δ和断⾯收缩率ψ表⽰。
硬度：硬度是在外⼒作⽤下，材料抵抗局部塑性变形的能⼒。
⼆、名词区别：1、置换固溶体与间隙固溶体
置换固溶体是指溶质原⼦取代部分溶剂原⼦⽽占据着晶格的结点位置所形成的固溶体；若溶质原⼦不是占据晶格结点位置⽽是分布在晶格间隙所形成的固溶体，称为间隙固溶体。2、相组成物和组织组成物
相组成物有三种：铁素体、奥⽒体、渗碳体。组织组成物是有相组成物组成的物质，也可由单⼀相构成，如：珠光体、莱⽒体。算相对量⽤每种相的铁碳⽐例。
三、何谓点缺陷？对性能有何影响？
点缺陷是⼀种在三维空间各个⽅向上尺⼨都很⼩，尺⼨范围约为⼀个或⼏个原⼦间距的缺陷，包括空位、间隙原⼦、置换原⼦。
四.固溶体和⾦属间化合物在结构、性能上有何不同？
当合⾦中溶质含量超过固溶体的溶解度时，将析出新相。若新相的晶体结构与合⾦其它组元相同，则新相是为另⼀个组元为溶剂的固溶体。若新相不同于任⼀组元，则新相是组元间形成的⼀种新物质－化合物。
材料复习知识点
第二章 物质结构基础
原子中电子的空间位置和能量
1、电子的统计形态法描述 四个量子数
n, 第一量子数:决定体系的能量
n = 1, 2, 3„（整数），n=1时为最低能级
K, L, M„
l, 第二量子数:决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性
l = 0, 1, 2, 3, 4 (n-1) n = 1，l = 0
s p d f g 状态 n = 2，l = 0，1 (s, p)
ml, 第三量子数:决定体系角动量在磁场方向的分量
ml = 0，1，2，3 有（2l+1）个
ms, 第四量子数：决定电子自旋的方向 +l/2，-l/2
2、电子分布遵从的基本原理：
（1）泡利不相容原理：在一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子，即同一原子中，最多只能有两个电子处于同样能量状态的轨道上，且自旋方向必定相反。
n=1时最多容纳2个电子
n=2时最多容纳8个电子
主量子数为n的壳层中最多容纳2n2个电子。
（2）能量最低原理：原子核外的电子是按能级高低而分层分布，在同一电子层中电子的能级依s、p、d、f的次序增大。
（3）洪特规则：简并轨道（相同能量的轨道）上分布的电子尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同。
请写出Fe和Cu原子的外层电子排布
Fe:(26)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
Cu:(29)
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
结合方式
基本结合：离子键、金属键、共价键------化学键合 派生结合：分子间作用力、氢键-------物理键合
材料工程基础(起华荣部分)
第一章液态金属的性质
第二章金属的氧化、挥发和除渣精炼
第三章吸气和脱气精炼
第四章成分控制
第五章单相合金的凝固
第六章铸锭晶粒组织及其细化
第七章铸锭常见缺陷分析
1. 液态金属的“短程有序、长程无序”结构特点体现在哪4个方面？
答：（1）原子团（由十几到几百个原子组成）内，原子间仍然保持较强的结合力和原子排列的规律性，既短程有序；
（2）原子团间的距离增大（产生空穴），结合力减小，原子团具有流动性质；
（3）存在能量起伏和结构起伏；
（4）随温度的提高，原子团尺寸减小、流动速度提高。
2. 液态金属粘度概念及公式
答：液体中流速不同的两个相邻液层间产生摩擦阻力，阻碍液体的流动，该内摩擦力是液体的基本物理特性之一，称为粘度。公式：
3、 什么是液态金属的表面张力？
答：液态金属和气体组成的体系中，由于表面层原子处于力不平衡状态，产生了垂直于液体表面、指向液体内部的力，该力总是力图使表面减小。
4、 为什么熔点高的金属表面张力大？
答：
5、 金属氧化的热力学判据是什么？答：△G0<0 ，△G0不仅是衡量标准状态下金属氧化趋势的判据，也是衡量标准状态下氧化物稳定性大小的一种尺度。
6、 什么是氧势图？有何作用？
答：氧化物的△G0-T关系图。作用：标准状态下，金属的氧化趋势、氧化顺序和可能的氧化烧损程度，一般可用氧化物的标准生成自由焓变量△G0，分解压Po2或氧化物的生成热△H0作判据。通常△G0、Po2或△H0越小，元素氧化趋势越大，可能的氧化程度越高。
7、 金属氧化动力学的限制性环节怎么确定？
答：当＞1时，生成的氧化膜一般是致密的，连续的，有保护性的，内扩散速度慢，因而内扩散成为限制性环节。Al、Be、Si等大多数金属生成的氧化膜具有这种特性；当＜1时，氧化膜是疏松多孔的，无保护性的。限制性环节将由内扩散变为结晶化学反应。碱金属及碱土金属（如Li、Mg、Ca）的氧化膜具有这种特性；当》1时，氧化物十分致密，但内应力很大，氧化膜增长到一定厚度后即行破裂，这种现象周期性出现，故该氧化膜是非保护性的。如Fe的氧化膜
第一章 工程研究方法
1、（Z10-11）。流体流动的压强降Δp是速度v，密度ρ，线性尺度l、l1、l2，重力加速度g。粘滞系数μ，表面张力ζ，体积弹性模量E的函数。即
ΔP＝F（v、ρ、l、l1、l2 、g、u、ζ、E）
取v、ρ、l作为基本物理量，利用因次分析法，将上述函数写成无因次式。
2、已知固体颗粒在流体中以等速u沉降，且u与粒径d，颗粒密度ρm(流体密度ρ)，动力粘度μ和重力加速度g，试用π定律发和矩阵法求揭示该颗粒沉降的无量纲乘积。
3、试分别用瑞利法和π定理法将压差ΔP、速度w、重度r和重力加速度g组合成无量纲乘积。
4、试证明直径为d的小球在密度为ρ，动力粘度为μ的流体中，以相对速度w运动时流动粘性阻力为：
5、请根据纳维斯托克斯（N-S）方程，分别用量纲分析法和方程分析法得出相似准则数，并写出准则方程。
6、（L5-1）。气流通过一等直径管道，拟用1／4缩小的透明模型中通过水故流的办法进行试验。已知：气体的ρ气 ＝1.2kg/m3 。v气 ＝0.15cm2/s； 水的ρ水＝1000kg/m3，v水＝0．01cm2/s。 实物的气流速度为24m/s， 试确定：
1）相应的模型中之水流速度。 2）若测得模型单位管长的压力降为13.8kN/m2，则原型中单位管长的压力降应为若干？
第二章 工程流体力学
1、（L 1-7）。质量为5kg，面积为40×45cm2的—收木板，沿着涂有滑油的斜面等速向下运动。已知v＝1m/s，δ＝1mm(油膜厚度)，求滑油的粘度。
2、（L 1-9）。一套筒长H＝20 cm，内径D＝5.04cm，重量G＝6.8N，套在直径d＝5cm的立轴上，如图所示。当套筒与轴之间充以甘油（μ＝8P）时求套筒在自重作用下将以多大速度沿立轴下滑？不计空气阻力。
3、（L 2-2）。图示的容器中，水和气达到下平衡状态，求容器内气体的压强，接触大气液面上为标准大气压，水的重度γ＝9807N／m3。
