《材料科学基础》考试重点答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/31 6:25:03星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1 晶体点阵 有实际原子、离子、分子或各种原子集团,按一定几何规律的具体排列 方式称为晶体结构或为晶体点阵。

2 晶格 用以描述晶体中原子排列规律的空间格架。

3 配位数 原子周围最近邻等距离的原子数目;在离子晶体里,一个正离子周围的最近邻负离子数称为配位数。

4 晶体缺陷 晶体中原子偏离其平衡位置而出现的不完整性区域。 5 位错 晶体中某处一列或若干列原子有规律的错排。

6 位错反应 有两个位错合成为一个新位错或有一个位错分解为几个新位错的过程。 7 小角晶界 两个相邻晶粒位向差小于 10 度的晶界称为小角晶界。

8 晶面能 由于晶界上原子排列不规律产生点阵畸变,引起能量升高,这部分能量称为晶面能。

9 固熔体 固态下一种组元熔解在另一种组元中而形成的新相。

10 间隙相 又称为简单间隙化合物非金属原子与过渡族原子的半径的比值小于 0.59,化合物具有比较简单的结构称为间隙化合物。

11 过冷度 实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的温度差称为过冷度。

12 均匀形核 在过冷的液态金属中,依靠液态金属本身的能量变化获得驱动力由晶胚直接形核的过程。

13 非均匀形核 在过冷液态金属中,若晶胚是依附在其他物质表面上成核的过程。 14 形核率 单位时间单位体积内所形成的晶核数目。

15 相图又称状态图或平衡图表示材料系统中相得状态与温度及成分之间关系的一种图形。 成分过冷 这种有液相成分改变而形成的的过冷。

16 伪共晶 这种有非共晶成分的合金得到的共晶组织。

17 包晶转变 当有些合金凝固到达一定温度时,已结晶出来的一定成分的固相与剩余的液相发生反应生成另一种固相,这种转变为共晶转变。

18 扩散第一定律:单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质量(通称为 扩散通量)与该截面处的浓度梯度成正比。。

19 科肯道尔效应:由于两种原子扩散速度不同,导致扩散偶的一侧向另一侧发生物质静 输送的性质。

20 本征扩散:以本征缺陷为媒介发生的扩散称为本征扩散。(处于热平衡状态的晶体内部 总存在一定数量的点缺陷,这类点缺陷也称为本征缺陷)。 21 非本征扩散:受非本征缺陷控制的扩散称为非本征扩散。(扩散受外界因素,如杂质离 子的电价和浓度等控制的而非本征因素,即结构中本征热缺陷提供的空位浓度远小于杂质空 位浓度的扩散,称为非本征扩散.

22 上坡扩散:原子由低浓度向高浓度处的扩散。) 23 下坡扩散:原子由高浓度向低浓度处的扩散。

24 反应扩散:通过扩散使固溶体内的熔质组元超过固溶体极限而不断形成新相的扩散过程,称为反应扩散或称相变扩散。

25 滑移:滑移是晶体的一部分相对于另一部分沿着晶面发生的平移滑动,滑移后在晶体表 面留下滑移台阶。

26 滑移系:一个滑移面和该面上一个滑移方向组成一个滑移系。

27 单滑移:只有一组滑移系处于最有利的取向(m 最大)时,分切应力最大,便进行单系滑移,即单滑移。

28 多滑移:若有几组滑移系相对于外力轴的取向相同,分切应力同时达到临界值,或者由 于滑移时晶体的转动,使另一组滑移系的分切应力也达到临界值,则滑移就在两组或多组滑

移系上同时交替进行,称为多滑移。

29 交滑移:两个或者多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移,这种滑移称为 交滑移。

30 细晶强化:用细化晶粒来提高材料强度的方法叫细晶强化。

31 固溶强化:当合金由单相固溶体构成时,随熔质原子含量的增加,其塑性变形抗力大大 提高,表现为强度、硬度的不断增加,塑性、韧性的不断下降,这种现象称为固溶强化。32 弥散强化:弥散强化指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段.

33 变形织构:在多晶材料的塑性变形中,随变形度的增加,多晶体中原先任意取向的各个

晶粒发生转动,从而使取向趋于一致,形成择优取向,又称为变形织构。

34 加工硬化:在塑性变形中,随着金属内部组织结构的变化,金属的机械性能也发生了明 显变化,即随着变形量的增加,金属的强度、硬度上升,塑性、韧性下降,这种现象称为加 工硬化或应变变化。

35 回复:冷变形金属热加工时,尚未发生显微组织变化前的微观结构和性能的变化过程。 36 再结晶:冷变形金属在较高温度下结晶时通过晶粒的形核及长大以无畸变的等轴晶粒取 代变

形晶粒的过程。

37 再结晶温度:冷变形金属开始进行再结晶的最低温度。

38 二次再结晶:少数晶粒突发性的迅速地粗化使晶粒间尺寸显著升高,这种晶粒的反常

长大就好像再结晶后等轴晶粒的二次结晶。

39 热变形:金属在再结晶温度以上的加工变形。

40 退火孪晶:一些不易产生形变孪晶的面心立方金属,经再结晶退火后会出现孪晶。 41 流线:在热变形中,某些枝晶偏析、夹杂物、第二相等随组织变化伸长沿变形方向分布, 晶粒

发生再结晶,而夹杂物等沿变形方向呈纤维状分布。

42 带状组织:热变形后的亚共析钢中的铁素体和 P 成条带状分布称为带状组织。

43 变形织构:多晶体的塑变中随着变形度的增加,原先任意取向的各个晶粒发生转动,使 取

向趋于一致,形成择优取向。

44 超塑性:某些材料在特定条件下进行拉伸时,能获得特别大的延伸率,可达200%~2000%, 这

种性能称为超塑性。

45 相变:固态物质在温度、压力、电场磁场作用下从一种组织结构转成另一种组织结构, 这

就是固态相变。

46 惯习面:固态相变时新相往往在母相的一定晶面组上形成,这种晶面称为惯习面。

47 脱熔转变:从过饱和固熔体中析出一个成分不同的新相或形成熔质源于亚稳态过渡相的 过程。 48 连续脱熔:如果脱熔是在母相中各处同时发生的且随新相的形成母相成分发生连续变

化,但其晶粒外形及位向均不改变,脱熔一旦形成时,其周围一定范围内的固溶体立即由过 饱和状态变成饱和状态,并与母相原始成分明显分界面。

49 不连续脱熔:。通过相界面不断发生成分突变,且取向也发生改变,这就是不连续脱熔。 50 调幅分解:过饱和固熔体在一定温度下分解成结构相同、成分不同两个相的过程。

51 复合材料:由两种或两种以上物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体 材料。 52 复合材料的界面:一般把基体和增强物之间化学成分有显著变化的,构成彼此结合的, 能

传递载荷作用的区域。

1.2 工程材料可分为哪几类?

金属材料,陶瓷材料,高分子材料,复合材料。

1.5 晶体中缺陷的种类

点缺陷,线缺陷,面缺陷

1.6 位错的种类、位错方向与柏氏矢量的关系、位错的运动方式。

韧型位错,螺型位错;韧型位错垂直于柏氏矢量,螺型位错平行于柏氏矢量韧型位错攀移滑移,螺型位错是滑移

1.7 位错反应条件及计算。

几何条件反应前后柏氏矢量之和相等;能量条件反应前后的总能量大于反应前的总能量。

1.8 晶界的种类,界面能与晶界的关系

小角晶界,大角晶界;小角晶界能随位向差的增大而增大,大角晶界面能随基本上是一恒定值与位向差无关。

2.1 影响置换固溶体溶解度有哪些因素?有何规律?

规律 1 如果形成合金的元素起源自半径之差对溶剂原子半径的比超过 14%---15%,则固熔度极为有限;2、熔剂和熔质的电化学性质相近 3、两个给定元素的相互固熔度是与它们各自的原子价有关;因素:1、原子尺寸因素越小越易形成 2、晶体结构因素同一种间隙原子在 fcc 的固熔度大于 bcc 的 3、负电性 负电性差越大亲和力越大越是比较稳定的化合物负电性差很小异种原子间的亲和力加强固熔度上升 4、电子浓度因素。

2.2 间隙固溶体与间隙相之间的关系。

间隙固熔体式固熔体的一种,间隙相是一种金属间化合物两者的晶体结构也各不相同。

2.3 金属间化合物的种类及特点

金属间化合物分为正常价化合物,电子价化合物和间隙化合物;

正常价化合物是金属元素与 4.5.6 主族元素形成的金属化合物,它不遵守化合价规律,而是按照一定的电子浓度值形成的化合物,是以化合物为基的固熔体,有明显的金属特性。间隙 化合物主要受组元的原子尺寸因素控制通常有过渡族金属与原子半径很小的非金属元素组 成,分为简单间隙化合物与复杂间隙化合物非金属元素处于化合物晶格的间隙中。

3.1 金属结晶的热力学条件是什么?

热力学第二定律:在等温等压条件下物质系统总是自发地从自由能较高的状态向自由能较低 的状态转变就是说只有伴随着自由能降低的过程才能自发的进行。熵恒为正值温度升高原子 活动能力增加故其排列的有序度降低熵值增加所以相的自由能随温度的升高而降低。

3.2 金属结晶的能量条件是什么?

固态金属自由能低于液态金属自由能。当温度低于 Tm 时液态的自由能 Gl 高于固态的自由能,由液态转为固态时,将释放出那份能量而是系统自由能降低,所以过程才能够自动进行。 凝固过程一定要在低于熔点温度时才能进行。

3.3 金属结晶的结构条件是什么?

过冷是金属结晶的必要条件,因为只有过冷才能造成固态金属自由能低于液态能的条件,只 有过冷才能使液态金属中短程规则规则排列结构成为晶胚。

3.4 金属结晶时的形核有哪些方式?

均匀形核、非均匀形核

3.5 根据凝固理论,如何细化晶粒?

单位时间的晶粒数单位面积的晶粒数增加过冷度会提高 N/Vg 的比值使 Zv 增大从而达到细化晶粒的目的;小制件:增加冷却速度细化晶粒;大制件:加形核剂增大形核率。 3.6 晶体长大时,液-固界面处于那种微观结构?有哪些长大方式?长大方式与

微观结构有什么关系?

光滑界面和横向长大方式

垂直长大方式和横向长大方式