08級材化材料科學基礎復習綱要

1、08級材化專業(yè)材料科學基礎課程復習綱要 、第一大類知識要點：應該牢固掌握的關鍵知識要素一、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。如果離位原子進入晶體間隙，形成 弗侖克爾 空位。3點缺陷的類型分為 空位和間隙原子；當相遇時兩者都消失，這一過程稱為 復合或湮滅 。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 和 殘余應力 。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存在形變金屬內(nèi)

2、部，具體表現(xiàn)為： 宏觀殘余應力 、 微觀殘余應力 和 點陣畸變 。 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的 能量起伏 和 結構起伏。7面心立方結構的滑移面是111，共有 4 組，每組滑移面上包含 3 個滑移方向，共有 12 個滑移系。8由于晶界阻滯 效應及 取向差 效應，使多晶體的變形抗力比單晶體大，其中， 效應是多晶體加工硬化更主要的原因。9滑移面應是面間距最 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，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 殘余應力 。 11金屬的熱變形是指金屬材料在再結晶溫度以上的

3、加工變形，在此過程中，金屬內(nèi)部同時進行著加工硬化和 回復再結晶 軟化兩個過程。12. 擴散的驅(qū)動力是化學位梯度 ；再結晶的驅(qū)動力為 冷變形所產(chǎn)生的儲存能的釋放 ；再結晶后晶粒的長大的驅(qū)動力是：界面能差，純金屬結晶的驅(qū)動力是 溫度梯度 。13. 晶體中原子在表面、晶界、位錯處的擴散速度比原子在晶內(nèi)的擴散速度快，這種現(xiàn)象叫 短路擴散 。14. 回復的初始階段回復機制以空位遷移為主，后期以為主 位錯的攀移 。15材料的結合方式有離子鍵 、 共價鍵 、 金屬鍵 和范德華力四種化學鍵結合方式。17刃型位錯的柏氏矢量b與位錯線t互相 垂直 ，刃型位錯移動的方向與b方向 一致 。螺型位錯的移動方向與柏氏矢量

4、b 垂直 ，螺型位錯的柏氏矢量b方向與位錯線t的方向 平行 。18由于界面能的存在，當晶體中存在能降低界面能的異類原子時，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 效應及取向差效應，使多晶體的變形抗力比單晶體大，且取向差效應是多晶體加工硬化更主要的原因。21細化鑄件晶粒的方法有：1、 提高過冷度 2、變質(zhì)處理 3、 振動、攪拌 。22金屬液態(tài)結構特點是 近程有序 ，此結構原子團稱為 晶胚 。23材料中質(zhì)點的擴散機制主要有 間隙擴散 和 置換擴散 兩種。24. 在過冷度不很大時，形核率主要受形核功因子的控制，當過冷度非常大時，形核率主要受 擴散因子 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 應力 和 裂紋尺寸 對斷裂的影響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選擇無關，但與柏氏回路的具體路徑，大小有關。 （F）2對稱傾側晶界中同號位錯垂直排列，刃型位錯產(chǎn)生的壓應力場與拉應力場可互相抵消，不產(chǎn)生長程應力場，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在粗糙界面和負溫度梯度下易生長形成樹枝狀晶體。 （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作用于位錯的力只是

6、一種組態(tài)力，它不代表位錯附近原子實際所受到的力。（T）7回復不能使金屬性能恢復到冷變形前的水平。 （T）8超塑性不靠滑移進行，而是由晶界的滑動和晶粒的轉(zhuǎn)動所致。 （T）9擴散是物質(zhì)內(nèi)部由于熱運動導致原子或分子定向遷移的過程。 （T）10如果固體中不存在擴散流，則說明原子沒有擴散 。 （F）11幾何結晶學通過幾何學的方法把晶體材料中的質(zhì)點抽象出來并設想為結點，通過空間格子構造的概念來描述晶體的結構。 （T）12孿晶關系指相鄰兩晶?；蛞粋€晶粒內(nèi)部相鄰兩部分沿一個公共晶面（孿晶界）構成鏡面對稱的位向關系。 （T） 、第二大類知識要點：名詞、概念、術語，他們是是一些重要、常見和關鍵的專業(yè)名詞。一、出題

7、形式一：名詞解釋，如：1滑移系 2顯微結構3柯氏（Cottrell）氣團 4交滑移 5柯肯達爾效應 6、幾何軟化7應力（材料科學或者材料力學學科所定義的）8臨界晶核形核功 9彈性滯后二、出題形式二：簡答，如：晶體的特性。、第三大類知識要點：關于材料結構、性能、機理、機制的記憶一、出題形式一：簡答簡述 1、簡要論述稀土金屬微觀結構和性能特點。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、用弗蘭克瑞德源機制解釋位錯的增值過程。4、 (1)晶體的特性；(2)晶體、非晶體和準晶體的結構差別。

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、再結晶共6 頁第 3 頁的形核機制。二、出題形式二：闡述，如：1、請闡述材料內(nèi)部合理的再結晶對材料力學性能和晶體結構的影響。2、某一材料晶體結構為離子鍵結合，半徑小的質(zhì)點取代晶格中半徑大的質(zhì)點后，試分析：（1）對材料內(nèi)部應力場的影響,(2)對材料力學性能和失效的影響。 3、（1）根據(jù)晶體材料中晶體的概念和特征，闡述晶體、非晶體核準晶體的差異，（2）用相關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。 、第三大類知識要點：理論計算、標注出題形式一：計算題，如：已知銅晶體的切變模量G=4×1010Nm-2，位錯的柏氏矢量等于原子間距，b=2.0×10-10m，取=0.75，計算（1）單位長度位錯線的應變能。（2）單位體積的嚴重變形銅晶體內(nèi)部存儲的位錯應變能。（設位錯密度為1010m/cm3）出題形式二：標注題，如：在單位晶胞中標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、第四大類知識要點：結合本地產(chǎn)業(yè)來應用理論分析問題出題形式：小論文方式的闡述題，如1、結合佛山支柱材料工業(yè)情況對一具體材料產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀談談你的見解。2、闡述稀