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中南大学材料科学基础复习攻略

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材料科学基础的一些总结
第一章 材料的结构
关于第一章在历年考题中所占的比例并不是很明显，但是是关于材料结构最基
本的东西，建议定义特点比较来记忆。不重要的内容我会在最后给你总结出来，
先把重点列出来吧，要不太罗嗦。
（1）掌握几种基本的结合键，特点，还有能够举出几种简单的例子，最好是能
够相互比较，因为有几年的真题中出现过这部分的内容，大体是结构和性能关系
之类的。
（2）晶面指数，晶向指数必须会标记，这部分在后面你们学习滑移面至关重要，
还有部分名词的定义必须记一下，在我的资料中会有很多名词解释，理解中记忆
下来，可以发现真题中并不是每年都会有定义题，但是有备无患。这点在后面就
不强调了。
（3）点阵常数，原子半径，致密度等计算题掌握方法，偶尔会出题，原子的堆
垛方式必须理解，设计后面的滑移面，滑移方向之类的内容。
（4）合金相结构，这部分内容不是太多，但是很会出题，例如固溶体类型区别
扩展开来出题，固溶体这部分必须好好看，你看真题的时候会发现经常出，而且
适合可肯达尔效应一起组合的；金属间化合物了解下，我不记得有出大题，你第
一遍必须都细致的看一遍。
（5）1-5到1-8第一遍建议细看了解，不一定非要都记下来，但是其中有一部分
还是很有意思的，比如玻璃增韧之类的，高分子方面真的可以了解下，以前还有
考高分子部分，但是去年已经取消了，今年是否考需要你们自己找信息，非本专
业不建议选择。

第二章 空位与位错
没有别的说的，这章很重要，你做真题的时候会发现，基本每年都会考，应该
特别注意，这一部分涉及到后面的7,8,9章节，是解释扩散，缺陷，回复的基础
点，就我个人而言，着重注意一下位错的相互作用，不全位错，位错反应那一部
分。但是其他的也必须重点理解记忆。

第三章 材料的表面与界面
不需要作为重点，第一遍的时候仔细看一遍，之后复习理解的看看就行，有些
定义记一下，其他的感觉可以理解着记忆，复习完全书后这部分的题是可以由前
面后面的内容推出来的，好像没有单独出过大题。

第四章 材料的凝固
这章出题比较多，而且频繁，你会发现关于结晶部分是很容易出题的，而且应
用比较多，结晶中的形态，结晶速度，温度的影响着重记忆，凝固过程很容易与
后面的相图结合出题，你在后面复习中会见到这类题，很容易，所以这部分靠理
解就可以记下来，建议仔细来看，部分过程图最好是画下来，从这部分开始真题
中出了很多画图题，所以往后的过程图建议你都画下。例如渗碳，渗氮的曲线图，
再结晶过程图，结晶过程图之类的，有点记不清了。。。总之，见到过程图，就画
下来。
第五章 第六章 相图
没有建议，从头看到尾，有图就看，看线自己写过程，对课本，这部分还有就
是关于化合能的部分图，书上看着没有作为重点，但是也是考试题，所以建议有
图就好好看，顺着线写步骤，想流程。

第七章 扩散
这部分出题挺多的，比较简单的出题，
（1）菲克两个定律了解每个定律适用范围，自己推到下就行，几下最简单的式
子，好像有题问过第二定律方面的一个简单的二次求导式子，记不清了，但是不
需要记忆菲克第二定律的推导。
（2）7-2到7-5，每节都是出题点，扩散机制（举列记忆），影响扩散的因素，
测试方法，上坡扩散（举出例子，最少两个，并且要解释原因），还有可肯达尔
效应那一大段，理解记忆。
（3）7-6到7-8这部分主要是定义方面的内容，不记得出过大题。
（4）7-9这部分主要是实际应用，最近几年中南材料科学基础喜欢考实际应用
题，所以建议理解记忆，渗碳部分还有个图，你在往年真题中会发现这个题，答
案自己找找，很简单的图，难得是渗氮的，但是也容易记忆。

第八章 金属的塑性变形
重点，
（1）滑移系，这是重点中的重点，好像考试的概率非常大，孪生和扭折记一下
定义原理就行；多晶体的塑性变形的话我感觉重要的是变形过程及其原理，掌握
下多晶体的特点，尤其是晶界处。
（2）屈服现象和应变时效，不解释，背吧。。。还有吕德斯带，还有就是如何避
免吕德斯带的出现，这种类型的题很容易出。
（3）关于复相合金，有一道关于增强相性质影响材料的题，遇上的话注意下，
频率挺高的。复合型的问题还是比较简单的注意下两种物质的性质，界面问题，
缺陷，然后自己总结下就行。
（4）8-5好好看吧，加工硬化原理，如何消除，织构产生的条件，如何避免，以
及如何利用织构和加工硬化，这些在我给你们的资料中会找到类似的题和答案。
下面的了解下就行。

第九章 冷变形金属的回复，再结晶和热加工
这部分和扩散我感觉没有什么不同，基本都是相同的出题方式，比如影响再结
晶的因素，影响再结晶温度的因素之类的，都是重点，一定要理解其原理，很容
易弄混的一点就是关于热加工中低层错能和高层错能的原理，这部分要好好记
忆，还有就是回复，再结晶过程图，有两次考过这种题，再结晶全图的定义，热
加工原理以及优点，非常重要的章节。超塑性了解下，没考过。

第十，第十一章不用看，

但是第十二章必须看，主要是金属材料增韧增强方面的内容，考试
有可能出，但是复试肯定会问，后面陶瓷高聚物之类的看看就行，复
合材料的内容详细看下，不需要死记硬背。
最后最重要的内容就是书上的图和例子，必须好好看，然后是定义，
之后原理过程，除了10，11两章不用看之外，其他的还是在第一遍
的时候好好看看吧。
GOOD LUCK

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第六章相平衡与相图(5)-三元系统-2012中南大学无机材料科学基础课件

第六章相平衡与相图(5)-三元系统-2012中南大学无机材料科学基础课件


资源加工与生物工程学院
（二）相图特点
1．液相互溶
2．固相完全不互溶
3．不生成化合物
4．只有一个三元低共熔点
（三）投影图
投影图是将无变量点及界
线向浓度三角形投影而成。
第六章 相平衡相图——6.5 三元系统
资源加工与生物工程学院
立体图与平面投影图的关系
(1) 立体图的空间曲面（液相面）
→平面上的初晶区
资源加工与生物工程学院
第六章
6.1 概 述
相平衡与相图
6.2 相平衡及其研究方法 6.3 单元系统 6.4 二元系统 6.5 三元系统
第六章 相平衡相图——6.5 三元系统
资源加工与生物工程学院
6.5
一 、基本原理
三元系统
二、基本类型
1、具有一个低共熔点的三元相图 2、具有一个一致熔融二元化合物的三元相图 3、具有一个一致熔融三元化合物的三元相图 4、具有一个不一致熔融二元化合物的三元相图
第六章 相平衡相图——6.5 三元系统
资源加工与生物工程学院
一 基本原理
（一）三元系统组成表示方法和浓度三角形性质
1．组成表示法 （1）浓度三角形 ——等边三角形：表示 三元系统的组成
第六章 相平衡相图——6.5 三元系统
资源加工与生物工程学院
三个顶点 ——三个纯组分A、B、C； 三条边（AB、BC、AC） ——三个二元系统组成；
无论在哪种三角形中，任何一点的组成都可采用
作双线法求得，反过来已知组成也可在图中找到 相应的点。
第六章 相平衡相图——6.5 三元系统
资源加工与生物工程学院
2．浓度三角形性质 （1）等含量规则：平行于三角形 一边的直线，线上任意一个组成 点所含对面顶点组分的含量不变， 如MN线上，C%=常数 （2）定比例规则：三角形一顶点
中南大学版材料科学基础部分名词解释

中南大学版材料科学基础部分名词解释

第六章空位与位错一、名词解释空位平衡浓度：金属晶体中，空位是热力学稳定的晶体缺陷，在一定的空位下对应一定的空位浓度，通常用金属晶体中空位总数与结点总数的比值来表示。

位错：晶体中的一种原子排列不规则的缺陷，它在某一个方向上的尺寸很大，另两个方向上尺寸很小。

柏氏回路：确定柏氏族矢量的过程中围绕位错线作的一个闭合回路，回路的每一步均移动一个原子间距，使起点与终点重合。

P-N力：周期点阵中移动单个位错时，克服位错移动阻力所需的临界切应力扩展位错：两个不全位错之间夹有层错的位错组态堆垛层错：密排晶体结构中整层密排面上原子发生滑移错排而形成的一种晶体缺陷。

弗兰克-瑞德位错源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。

Orowan机制：合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形，位错绕过粒子，在粒子周围留下一个位错环使材料得到强化的机制。

科垂尔气团：围绕刃型位错形成的溶质原子聚集物，通常阻碍位错运动，产生固溶强化效果。

铃木气团：溶质原子在层错区偏聚，由于形成化学交互作用使金属强度升高。

面角位错：在fcc晶体中形成于两个{111}面的夹角上，由三个不全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。

多边形化：连续弯曲的单晶体中由于在加热中通过位错的滑移和攀移运动，形成规律的位错壁，成为小角度倾斜晶界，单晶体因而变成多边形的过程。

第七章金属塑性变形一名词固溶强化：固溶体中的溶质原子溶入基体金属后使合金变形抗力提高，应力－应变曲线升高，塑性下降的现象；应变时效：具有屈服现象的金属材料在受到拉伸等变形发生屈服后，在室温停留或低温加热后重新拉伸又出现屈服效应的情况；孪生：金属塑性变形的重要方式。

晶体在切应力作用下一部分晶体沿着一定的晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另外一部分晶体作均匀的切变，使相邻两部分的晶体取向不同，以孪晶面为对称面形成镜像对称，孪晶面的两边的晶体部分称为孪晶。

中南大学材料科学基础课后习题答案1位错

中南大学材料科学基础课后习题答案1位错

一、解释以下基本概念肖脱基空位：晶体中某结点上的原子空缺了，则称为空位。

脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位称为肖脱基空位弗兰克耳空位：晶体中的原子挤入结点的空隙形成间隙原子，原来的结点位置空缺产生一个空位，一对点缺陷（空位和间隙原子）称为弗兰克耳（Frenkel ）缺陷。

刃型位错：晶体内有一原子平面中断于晶体内部，这个原子平面中断处的边沿及其周围区域是一个刃型位错。

螺型位错：沿某一晶面切一刀缝，贯穿于晶体右侧至BC 处，在晶体的右侧上部施加一切应力τ，使右端上下两部分晶体相对滑移一个原子间距，BC 线左边晶体未发生滑移，出现已滑移区与未滑移区的边界BC 。

从俯视角度看，在滑移区上下两层原子发生了错动，晶体点阵畸变最严重的区域内的两层原子平面变成螺旋面，畸变区的尺寸与长度相比小得多，在畸变区范围内称为螺型位错混合位错：位错线与滑移矢量两者方向夹角呈任意角度，位错线上任一点的滑移矢量相同。

柏氏矢量：位错是线性的点阵畸变，表征位错线的性质、位错强度、滑移矢量、表示位错区院子的畸变特征，包括畸变位置和畸变程度的矢量就称为柏氏矢量。

位错密度：单位体积内位错线的总长度ρυ=L/υ ；单位面积位错露头数ρs =N/s位错的滑移：切应力作用下，位错线沿着位错线与柏氏矢量确定的唯一平面滑移, 位错线移动至晶体表面时位错消失，形成一个原子间距的滑移台阶，大小相当于一个柏氏矢量的值. 位错的攀移: 刃型位错垂直于滑移面方向的运动, 攀移的本质是刃型位错的半原子面向上或向下运动，于是位错线亦向上或向下运动。

弗兰克—瑞德源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。

派—纳力：周期点阵中移动单个位错时，克服位错移动阻力所需的临界切应力单位位错：b 等于单位点阵矢量的称为“单位位错”。

材料科学基础课后习题答案

材料科学基础课后习题答案


（3） cosφ
=
n3 ⋅ F | n3 || F
|
=
1 3
cosα
=
b⋅F |b || F
|
=
1 2
由 Schmid 定律，作用在新生位错滑移面上滑移方向的分切应力为：
τ 0 = σ cosϕ cos λ = 17.2 ×
1× 3
1 = 7.0 MPa 2
∴作用在单位长度位错线上的力为：
f = τb = aτ 0 = 10 − 3 N/m 2
滑移面上相向运动以后，在相遇处
。
（B
）
A、相互抵消
B、形成一排空位
C、形成一排间隙原子
7、位错受力运动方向处处垂直与位错线，在运动过程中是可变的，
晶体作相对滑动的方向
。
（C
）
A、亦随位错线运动方向而改变 B、始终是柏氏矢量方向 C、始
终是外力方向
8、两平行螺型位错，当柏氏矢量同向时，其相互作用力
。
（B
二、（15 分）有一单晶铝棒，棒轴为[123]，今沿棒轴方向拉伸，请分析：
（1）初始滑移系统； （2）双滑移系统 （3）开始双滑移时的切变量 γ； （4）滑移过程中的转动规律和转轴； （5）试棒的最终取向（假定试棒在达到稳定取向前不断裂）。
三、（10
分）如图所示，某晶体滑移面上有一柏氏矢量为
v b
的圆环形位错环，并受到一均匀
14、固态金属原子的扩散可沿体扩散与晶体缺陷扩散，其中最慢的扩
散通道是：
。
（A）
A、体扩散
B、晶界扩散
C、表面扩散
15、高温回复阶段，金属中亚结构发生变化时，
。
（C）
A、位错密度增大 B、位错发生塞积 C、刃型位错通过攀移和滑移构