08級(jí)材化材料科學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)綱要

1、08級(jí)材化專業(yè)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程復(fù)習(xí)綱要 、第一大類知識(shí)要點(diǎn)：應(yīng)該牢固掌握的關(guān)鍵知識(shí)要素一、出題形式一：填空類1在立方系中，晶面族123中有 24 組平面，晶面族100中有 3 組平面。2獲得高能量的原子離開原來的平衡位置，進(jìn)入其它空位或遷移至晶界或表面，形成肖脫基 空位。如果離位原子進(jìn)入晶體間隙，形成 弗侖克爾 空位。3點(diǎn)缺陷的類型分為 空位和間隙原子；當(dāng)相遇時(shí)兩者都消失，這一過程稱為 復(fù)合或湮滅 。4塑性變形不僅可以改變金屬材料的外形，還使其內(nèi)部組織和各種性能發(fā)生改變， 如：顯微組織與性能的變化、 形變織構(gòu) 和 殘余應(yīng)力 。5再冷塑變過程中，歪理所做的功有一部分以畸變能的形式儲(chǔ)存在形變金屬內(nèi)

2、部，具體表現(xiàn)為： 宏觀殘余應(yīng)力 、 微觀殘余應(yīng)力 和 點(diǎn)陣畸變 。 6均勻形核必須具備的條件是：1.必須過冷；2. 必須具備與一定多冷度相適應(yīng)的 能量起伏 和 結(jié)構(gòu)起伏。7面心立方結(jié)構(gòu)的滑移面是111，共有 4 組，每組滑移面上包含 3 個(gè)滑移方向，共有 12 個(gè)滑移系。8由于晶界阻滯 效應(yīng)及 取向差 效應(yīng)，使多晶體的變形抗力比單晶體大，其中， 效應(yīng)是多晶體加工硬化更主要的原因。9滑移面應(yīng)是面間距最 大的最密排 面，滑移方向是原子最 密排 方向。10金屬塑性變形時(shí)，外力所作的功除了轉(zhuǎn)化為熱量之外，還有一小部分被保留在金屬內(nèi)部，表現(xiàn)為 殘余應(yīng)力 。 11金屬的熱變形是指金屬材料在再結(jié)晶溫度以上的

3、加工變形，在此過程中，金屬內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行著加工硬化和 回復(fù)再結(jié)晶 軟化兩個(gè)過程。12. 擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是化學(xué)位梯度 ；再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力為 冷變形所產(chǎn)生的儲(chǔ)存能的釋放 ；再結(jié)晶后晶粒的長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是：界面能差，純金屬結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是 溫度梯度 。13. 晶體中原子在表面、晶界、位錯(cuò)處的擴(kuò)散速度比原子在晶內(nèi)的擴(kuò)散速度快，這種現(xiàn)象叫 短路擴(kuò)散 。14. 回復(fù)的初始階段回復(fù)機(jī)制以空位遷移為主，后期以為主 位錯(cuò)的攀移 。15材料的結(jié)合方式有離子鍵 、 共價(jià)鍵 、 金屬鍵 和范德華力四種化學(xué)鍵結(jié)合方式。17刃型位錯(cuò)的柏氏矢量b與位錯(cuò)線t互相 垂直 ，刃型位錯(cuò)移動(dòng)的方向與b方向 一致 。螺型位錯(cuò)的移動(dòng)方向與柏氏矢量

4、b 垂直 ，螺型位錯(cuò)的柏氏矢量b方向與位錯(cuò)線t的方向 平行 。18由于界面能的存在，當(dāng)晶體中存在能降低界面能的異類原子時(shí)，這些原子將向境界偏聚，這種現(xiàn)象叫 內(nèi)吸附 。20由于 晶界阻滯 效應(yīng)及取向差效應(yīng)，使多晶體的變形抗力比單晶體大，且取向差效應(yīng)是多晶體加工硬化更主要的原因。21細(xì)化鑄件晶粒的方法有：1、 提高過冷度 2、變質(zhì)處理 3、 振動(dòng)、攪拌 。22金屬液態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 近程有序 ，此結(jié)構(gòu)原子團(tuán)稱為 晶胚 。23材料中質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散機(jī)制主要有 間隙擴(kuò)散 和 置換擴(kuò)散 兩種。24. 在過冷度不很大時(shí)，形核率主要受形核功因子的控制，當(dāng)過冷度非常大時(shí)，形核率主要受 擴(kuò)散因子 控制。25、根據(jù)Grif

5、fith理論，斷裂韌性（KIC）是表征材料抵抗斷裂性能的重要性能之一，它綜合考慮了 應(yīng)力 和 裂紋尺寸 對(duì)斷裂的影響26、在鋼熱處理中，影響奧氏體晶粒大小的因素有： 、 、 、 、二、出題形式二：判斷1 柏氏矢量與回路起點(diǎn)選擇無關(guān)，但與柏氏回路的具體路徑，大小有關(guān)。 （F）2對(duì)稱傾側(cè)晶界中同號(hào)位錯(cuò)垂直排列，刃型位錯(cuò)產(chǎn)生的壓應(yīng)力場(chǎng)與拉應(yīng)力場(chǎng)可互相抵消，不產(chǎn)生長(zhǎng)程應(yīng)力場(chǎng)，其能量很低。 （T）3非均勻形核所需要的形核功大于均勻形核所需要的形核功。 （F）4在粗糙界面和負(fù)溫度梯度下易生長(zhǎng)形成樹枝狀晶體。 （T）5雖然體心立方金屬滑移系多于面心立方，但面心立方金屬的可塑性好。 （T）6作用于位錯(cuò)的力只是

6、一種組態(tài)力，它不代表位錯(cuò)附近原子實(shí)際所受到的力。（T）7回復(fù)不能使金屬性能恢復(fù)到冷變形前的水平。 （T）8超塑性不靠滑移進(jìn)行，而是由晶界的滑動(dòng)和晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)所致。 （T）9擴(kuò)散是物質(zhì)內(nèi)部由于熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致原子或分子定向遷移的過程。 （T）10如果固體中不存在擴(kuò)散流，則說明原子沒有擴(kuò)散 。 （F）11幾何結(jié)晶學(xué)通過幾何學(xué)的方法把晶體材料中的質(zhì)點(diǎn)抽象出來并設(shè)想為結(jié)點(diǎn)，通過空間格子構(gòu)造的概念來描述晶體的結(jié)構(gòu)。 （T）12孿晶關(guān)系指相鄰兩晶?；蛞粋€(gè)晶粒內(nèi)部相鄰兩部分沿一個(gè)公共晶面（孿晶界）構(gòu)成鏡面對(duì)稱的位向關(guān)系。 （T） 、第二大類知識(shí)要點(diǎn)：名詞、概念、術(shù)語，他們是是一些重要、常見和關(guān)鍵的專業(yè)名詞。一、出題

7、形式一：名詞解釋，如：1滑移系 2顯微結(jié)構(gòu)3柯氏（Cottrell）氣團(tuán) 4交滑移 5柯肯達(dá)爾效應(yīng) 6、幾何軟化7應(yīng)力（材料科學(xué)或者材料力學(xué)學(xué)科所定義的）8臨界晶核形核功 9彈性滯后二、出題形式二：簡(jiǎn)答，如：晶體的特性。、第三大類知識(shí)要點(diǎn)：關(guān)于材料結(jié)構(gòu)、性能、機(jī)理、機(jī)制的記憶一、出題形式一：簡(jiǎn)答簡(jiǎn)述 1、簡(jiǎn)要論述稀土金屬微觀結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。2、根據(jù)下面的派納力公式：解釋晶體滑移為什么多是沿著晶體中原子密度最大的面和原子密排方向進(jìn)行。式中b為柏氏矢量的模，G：切變模量，v：泊松比，a為面間距。3、用弗蘭克瑞德源機(jī)制解釋位錯(cuò)的增值過程。4、 (1)晶體的特性；(2)晶體、非晶體和準(zhǔn)晶體的結(jié)構(gòu)差別。

8、5、（1）材料的分類；（2）用-曲線解釋陶瓷材料和金屬材料韌性的差別。6、再結(jié)晶共6 頁第 3 頁的形核機(jī)制。二、出題形式二：闡述，如：1、請(qǐng)闡述材料內(nèi)部合理的再結(jié)晶對(duì)材料力學(xué)性能和晶體結(jié)構(gòu)的影響。2、某一材料晶體結(jié)構(gòu)為離子鍵結(jié)合，半徑小的質(zhì)點(diǎn)取代晶格中半徑大的質(zhì)點(diǎn)后，試分析：（1）對(duì)材料內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)的影響,(2)對(duì)材料力學(xué)性能和失效的影響。 3、（1）根據(jù)晶體材料中晶體的概念和特征，闡述晶體、非晶體核準(zhǔn)晶體的差異，（2）用相關(guān)溫度曲線分析高溫熔體在冷卻中制備成晶體、非晶體的原理和工藝措施。 、第三大類知識(shí)要點(diǎn)：理論計(jì)算、標(biāo)注出題形式一：計(jì)算題，如：已知銅晶體的切變模量G=4×1010Nm-2，位錯(cuò)的柏氏矢量等于原子間距，b=2.0×10-10m，取=0.75，計(jì)算（1）單位長(zhǎng)度位錯(cuò)線的應(yīng)變能。（2）單位體積的嚴(yán)重變形銅晶體內(nèi)部存儲(chǔ)的位錯(cuò)應(yīng)變能。（設(shè)位錯(cuò)密度為1010m/cm3）出題形式二：標(biāo)注題，如：在單位晶胞中標(biāo)出立方晶系的晶面和晶向： 晶面 (1 1 0)，（1 1 0），（0 1 1），（4 2 1） 晶向 111。(1 1 0)（4 2 1）（0 1 1）（1 1 0）1 1 1、第四大類知識(shí)要點(diǎn)：結(jié)合本地產(chǎn)業(yè)來應(yīng)用理論分析問題出題形式：小論文方式的闡述題，如1、結(jié)合佛山支柱材料工業(yè)情況對(duì)一具體材料產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀談?wù)勀愕囊娊狻?、闡述稀