材料提綱參考答案

1、1、菲克定律及其方程解的適用條件、表達式，字母的物理含義。菲克第一定律：擴散中原子的通量與質(zhì)量溶度梯度成正比。（J=-D一）菲克第二定律：在非穩(wěn)態(tài)擴散過程中，在距離 X處，濃度隨時間的變化率等于該處的擴散 通量隨距離變化的負值。2、擴散驅(qū)動力？擴散機制？影響擴散的因素？答：1.化學(xué)位梯度 2.交換機制，間隙機制，空位機制，交換機制，界面擴散及表面擴 散。3因素：溫度，固溶體類型，晶體結(jié)構(gòu)，晶體缺陷，化學(xué)成分，應(yīng)力的作用。3、離子晶體的缺陷類型及擴散特點類型：.肖特基空位缺陷，弗蘭克缺陷特點：1為了滿足電荷平衡的要求，離子晶體的擴散離子只能進入具有相同電荷的鄰近位置。2由于鍵結(jié)合能以及電荷的平衡

2、要求，離子晶體的擴散激活能比金屬高，且擴散離子只能進入具有相同電荷的位置，遷移距離長，擴 散速率經(jīng)常比金屬小得多。3.陽離子的擴散速率比陰離子大。4、高分子分子鏈的運動起因？高分子柔順性的表征及影響因素。起因：單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn).表征：鏈段長度的大小.因素：1外場的影響-溫度是影響高分子鏈 柔順性最重要的外因之一2.分子結(jié)構(gòu)的影響（1 ）主鏈結(jié)構(gòu)的影響（2）取代基的影響（3）鏈長度的影響（4）交聯(lián)度的影響（5）結(jié)晶度的影響5、線型高分子和體型高分子的力學(xué)狀態(tài)？（交聯(lián)度對高分子力學(xué)狀態(tài)的影響 ）答：線性：玻璃態(tài)，高彈態(tài)，黏流態(tài)。體型：玻璃態(tài)，高彈態(tài)6、單晶體的塑性變形方式？兩種主要變形方式各自的特點與

3、區(qū)別答：方式：滑移，攣生，扭折，擴散性變形，晶體滑動和滑移?；疲鹤钪饕淖冃螜C制。包括（a）滑移線和滑移帶（b）滑移系（c）滑移的臨界分切應(yīng)力（d）滑移時晶面 的轉(zhuǎn)動（e）多系滑移與交滑移（f）滑移的位錯機制攣生：重要的變形機制，一般發(fā)生在低溫形變 或快速形變時；包括（a）攣生變形過程（b）攣生的特點（c）攣晶的形成 （d）攣晶的位錯機制7、晶界在常溫下和高溫下對多晶體塑性變形的不同作用？Hall- petch公式低溫：多晶體需要克服晶界的阻礙，才能塑性變形。高溫：高溫下的晶界具有一定的粘滯 性特點，即使施加很小的應(yīng)力，只要作用時間足夠長，也會發(fā)生晶粒沿晶界的相對滑動， 成為多晶體在高溫時一

4、種重要的變形方式在高溫時，多晶體特別是細晶粒的多晶體還可能 出現(xiàn)另一種稱為擴散性蠕變的變形機制，這個過程與空位的擴散有關(guān)。8、多滑移和交滑移的區(qū)別以及顯微組織特點多滑移：形成割階和扭折，硬化過程交滑移：晶體表面滑移線條折線，軟化過程。9、利用柯氏氣團解釋屈服現(xiàn)象和應(yīng)變時效現(xiàn)象屈服現(xiàn)象形成機制一一柯氏氣團對晶體材料中的位錯具有強烈的釘扎作用，剛開始塑變的 時候可動位錯較少，需要較大的形變力（上屈服點）；一旦塑變開始后，位錯運動掙脫了柯氏氣團的釘扎，并且迅速增殖，導(dǎo)致應(yīng)力的突然下降，產(chǎn)生下屈服點。應(yīng)變時效形成機 制：塑性變形初期，由于柯氏氣團的釘扎作用產(chǎn)生上屈服點，柯氏氣團掙脫“釘扎”，形成下屈服

5、點；預(yù)先已經(jīng)屈服的式樣，卸載后立刻加載，柯氏氣團已經(jīng)被破壞，因此沒有屈服現(xiàn)象；應(yīng)變 時效使溶質(zhì)原子通過擴散重新聚集到位錯周圍形成氣團，故又出現(xiàn)屈服現(xiàn)象。10、 金屬材料常用的四種強化機制。固溶強化，細晶強化，彌散強化，形變強化11、 冷加工和熱加工的區(qū)別？冷加工、熱處理、熱加工各階段的組織及性能變化（會畫組織變化圖）工程上上常將再結(jié)晶溫度以上的加工稱為熱加工，而把再結(jié)晶溫度以下而又不加熱的加工 稱為冷加工。再結(jié)晶溫度是冷熱加工的分界線。冷加工（塑性變形）：隨著變形度的增加，原來的等軸晶粒將沿其變形方向伸長，呈現(xiàn)一片纖維狀的條紋一一顯微組織。熱處理冷變形：發(fā)生回復(fù)，再結(jié)晶，和晶粒長大。熱加工（動

6、態(tài)回復(fù)，動態(tài)再結(jié)晶） 12、一次與二次再結(jié)晶（或者說正常長大和異常長大）的不同，各自的驅(qū)動力，及各自組織結(jié)構(gòu)方面的特點與區(qū)別。答：正常長大-所有晶粒幾乎同時逐漸均勻長大。指晶粒平均尺寸的增大是連續(xù)的，且長 大后的晶粒尺寸比較均勻。異常長大-少數(shù)晶粒突發(fā)性的不均勻長大。13、 影響再結(jié)晶溫度以及再結(jié)晶晶粒尺寸的主要因素。影響溫度的：a.變形程度的影響。B.原始晶粒的尺寸。 Co微量溶質(zhì)原。D.第二相粒子。E. 再結(jié)晶退火工藝參數(shù)。影響晶體粒子尺寸的：a.變形度的影響。B.退火溫度的影響。14、 帶狀組織的形成；減輕或消除帶狀組織的因素形成：復(fù)相合金中的各個相，在熱加工時沿著變形方向交替的呈帶狀分

7、布.消除方法：1）避免在兩相區(qū)變形 2）減少夾雜和偏析；3）通過正火來消除。 15、納米材料、準晶材料、非晶材料的組織結(jié)構(gòu)特點。納米材料：有大量晶界、大量晶體缺陷，結(jié)構(gòu)和化學(xué)上偏離正常的多晶，是一種非平衡態(tài) 的高能結(jié)構(gòu).準晶材料：準晶中的原子分布有嚴格的位置序，但位置序無周期性，即沒有周 期性平移對稱關(guān)系，在準晶材料中存在不符合傳統(tǒng)晶體學(xué)的五次、八次、十二次對稱軸。 非晶材料：主要特點是長程無序、短程有序 16、何為調(diào)幅分解？先決條件？調(diào)幅分解與形核長大型相變的區(qū)別？兩種擴散相變所屬的成分范圍區(qū)別？調(diào)幅分解：相變時不需要形核過程，而是通過自發(fā)的濃度起伏，濃度振幅不斷增加，最終 固溶體分解為濃度

8、相同而結(jié)構(gòu)不同的兩相，即一部分為溶質(zhì)原子富集區(qū)，另一部分為溶質(zhì) 原子貧化區(qū)。先決條件：合金成分必須在拐點范圍內(nèi)，AG必須大于梯度能和變能。17、 馬氏體轉(zhuǎn)變的主要特點答：1、無擴散性。2、表面浮凸和共格切變性。3、馬氏體相具有不變平面（慣習(xí)面）。4、新相和母相具有一定位向關(guān)系。5、相變可逆性18、 兩種馬氏體的形態(tài)、成分、亞結(jié)構(gòu)、性能、用途的區(qū)別1 .板條狀馬氏體：形態(tài)-成束的分布于原奧氏體晶粒內(nèi)，同一束中馬氏體條大致 平行分布。而束與束之間有不同的位向。成分：低碳馬氏體，c%0.6%。亞結(jié)果：為高密度位錯。性能：具有適中的硬度和良好的塑韌性（中碳鋼需要進行回火處理），一般用于結(jié)構(gòu)材料；2.片

9、狀馬氏體：各片之間有不同的位向，且大小不一。內(nèi)部亞結(jié)構(gòu)為攣晶。 成分：高碳馬氏體。C% » 0.6% 性能：硬度高，但脆性大，經(jīng)過適當(dāng)?shù)牡蜏鼗鼗?，可用于工具材料?19、費米-狄拉克分布的公式、曲線、物理意義,1八，"公式：F=：物理意義 1）費米能以下各個能級基本被電子填滿，費米eD - f kT 1能以上各個能級基本是空的。在費米能級Ef被電子充滿的幾率和不充滿的幾率是相同的。2）只有在Ef附近，能態(tài)占據(jù)情況才會發(fā)生變化，即未被電子填滿的能級必定在Ef附近。3）溫度不改變費米能的位置，只使電子熱激發(fā)，從而具有大于Ef的能量而從價帶向?qū)кS遷，但也只能集中在導(dǎo)帶底部；同理

10、，空穴的躍遷也集中在價帶的頂部。 20、金屬、半導(dǎo)體（本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體）、絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)有什么不同？簡述其能帶結(jié)構(gòu)對各自導(dǎo)電機制的影響從半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)看，滿帶與空帶之間也是禁帶，但是禁帶很窄（ DEg約0.12eV）從絕緣體的能帶結(jié)構(gòu)看，是因為滿帶與空帶之間有一個較寬的禁帶（ DEg約36eV）,共有 化電子很難從低能級（滿帶）躍遷到高能級（空帶）上去；導(dǎo)體為價帶。21、 金屬、半導(dǎo)體、絕緣體電阻率隨溫度的變化規(guī)律金屬：溫度越高，電阻率越大。后兩者：溫度越高，電阻率越小。22、 熱傳導(dǎo)的微觀機制，解釋純金屬、非金屬陶瓷導(dǎo)熱能力不同的原因。答：氣體導(dǎo)熱一一質(zhì)點間直接碰撞；金屬導(dǎo)熱一一自

11、由電子間碰撞；絕緣體導(dǎo)熱一聲子碰撞 。半導(dǎo)體導(dǎo)熱一一低溫時聲子主導(dǎo)；高溫時電子主導(dǎo)23、 磁矩的起源答：1.關(guān)于電子繞原子核運動的電子軌道運到磁矩。2.電子的自旋。3.質(zhì)子和中子在原子核內(nèi)的運動所產(chǎn)生的原子核磁矩。24、 磁性分類及其特征、區(qū)別答：1）抗磁性：普遍存在于所有材料中，來源：電子的軌道磁矩。2）順磁性：順磁性存在于大多數(shù)無機材料中，來源：磁場對原子或離子固有磁矩的取向作用以及對電子云的形狀改變。3）鐵磁性：來源：自發(fā)磁化一一直接交換作用P388389。 4）反鐵磁性和亞鐵磁性：反鐵磁性：A<0,相鄰原子磁矩反向排列，大小相等.亞鐵磁性：A<0,相鄰異類離子磁矩反向排列，大小不等，二者之差表現(xiàn)為宏觀磁矩。25、 強磁材料為何能夠在無外場情況下自發(fā)磁化，并形成不同取向的磁疇？答：根據(jù)自發(fā)磁化理論，強磁體即使在沒有外場的情況下也會自發(fā)磁化。詳見自發(fā)磁化理論。26、 軟磁、硬磁材料的技術(shù)磁化特征以及組織結(jié)構(gòu)特征。答：1.軟磁：高磁導(dǎo)率；低矯頑力；在外磁場中容易磁化和退磁。磁感應(yīng)強度大；交變電場下磁滯損耗?。淮艤h(huán)內(nèi)的面積必須是小的，即瘦窄。硬磁：一 般具有高的矯頑力、高的剩磁及磁能積。27、 為什么金屬都是不透明的，而絕緣體陶瓷大多為透明或半透明？答：金屬：無能隙，對于入射光全吸收，因