材料科學(xué)基礎(chǔ)考點(diǎn)講義

課程輔導(dǎo)模１第—章原子的結(jié)構(gòu)與鍵 ６第—節(jié)原子間的結(jié)合６第二節(jié)結(jié)合鍵與性能７第二章固體結(jié)構(gòu)９第—節(jié)晶體學(xué)基礎(chǔ)９第二節(jié)金屬的晶體結(jié)構(gòu)第三節(jié)合金的相結(jié)構(gòu)第四節(jié)離子晶體結(jié)構(gòu)第三章晶體缺陷第—節(jié)點(diǎn)缺陷第二節(jié)位錯(cuò)第三節(jié)表面和界面第四章固體中原子及分子的運(yùn)第—節(jié)表象理論第二節(jié)擴(kuò)散的原子理第三節(jié)反應(yīng)擴(kuò)散第四節(jié)離子晶體中的擴(kuò)散（概念性了解）第五章材料的形變與再結(jié)第—節(jié)晶體的塑性變形第二節(jié)回復(fù)和再結(jié)晶第六章單組元相圖及純晶體的凝固第—節(jié)單元系相變的熱力學(xué)及相平 第二節(jié)純晶體的凝固第七章二元系相圖及合金的凝固第—節(jié)相圖的表示和熱力學(xué)基本要 第二節(jié)二元相圖分析第八章三元相圖第—節(jié)三元相圖基第二節(jié)三元相圖分上研途進(jìn)組織找大牛課程輔導(dǎo)模塊模塊１：考點(diǎn)精講及復(fù)習(xí)思路（２０小時(shí)模塊２：名校解析及典型題精練（１０小時(shí)）模塊３：沖刺串講及模擬考卷精講（１０小時(shí)）主要內(nèi)容：１．課程認(rèn)識(shí)與解讀２．考情分析及命題規(guī)律３．備考與應(yīng)試策略４．各章要點(diǎn)及復(fù)習(xí)思—、課程認(rèn)識(shí)及解（一）課程認(rèn)明確兩個(gè)問(wèn)題（１）課程的性質(zhì)與地１．課程的性質(zhì)與地位《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料物理與化學(xué)、材料成型及控制、焊接技術(shù)與工程、材料加工工程等熱加工專業(yè)本科生的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，著重闡述金屬與合金的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)、組織與性能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及在各種條件下的變化規(guī)律?！恫牧峡茖W(xué)基礎(chǔ)》在本科學(xué)習(xí)階段在入學(xué)考試中占有重要地位，是材料科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科或材料加工二級(jí)學(xué)科的入學(xué)考試科目之一。２．課程的內(nèi)容與特《材料科學(xué)基礎(chǔ)》課程比較系統(tǒng)地介紹金屬與合金的晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、固體擴(kuò)散、形變與再結(jié)晶、金屬與合金的相圖與結(jié)晶的基本理論，內(nèi)容分４部分，即晶體學(xué)基礎(chǔ)，擴(kuò)散，形變與再結(jié)晶和凝固相變，其中晶體學(xué)基礎(chǔ)和固體擴(kuò)散是這門(mén)課的基礎(chǔ)。該課程內(nèi)容繁雜，所涉及的概念和方法多、機(jī)理抽象、空間復(fù)雜、領(lǐng)域廣泛（二）解明確兩個(gè)問(wèn)題（（特（２）內(nèi)容及其各部分之間的關(guān)系１．特點(diǎn)根據(jù)近年來(lái)多數(shù)高?？佳兄付?，選用胡庚祥的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》作為基本。該的特點(diǎn)可以歸納為以下幾個(gè)方面：（１）內(nèi)容豐富全面，包括金屬材料、陶瓷材料、高分子材料的整合，從組織結(jié)構(gòu)角度出發(fā)來(lái)闡明問(wèn)題，本輔導(dǎo)重點(diǎn)放在與金屬材料科學(xué)有關(guān)的基本現(xiàn)象、基本概念、基本規(guī)律和基本方法上；（２）示意圖和顯微豐富、新穎、清晰（３）內(nèi)容延伸到生產(chǎn)科研問(wèn)題，利于深入學(xué)習(xí)理解。２．內(nèi)容及其各部分之間的關(guān)系本內(nèi)容分四部分，即晶體學(xué)、擴(kuò)散、形變與再結(jié)晶和相變，共８章晶體學(xué)部分包括第一章原子鍵合、第二章固體結(jié)構(gòu)、第三章固體缺陷，擴(kuò)散部分包括第四章固體中的原子分子運(yùn)動(dòng)，形變與再結(jié)晶部分包括第五章塑性變形與再結(jié)晶，相變部分包括第六章～第八章的相圖和凝固結(jié)晶等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上針對(duì)熱處理原理和工藝部分可參考《金屬學(xué)與熱處理》（崔忠圻）相關(guān)內(nèi)容二、考情分析與命題規(guī)明確以下二個(gè)問(wèn)題（一）考試題（二）試題題型與內(nèi)容的權(quán)重分（一）考試題主要有３種類型：第１類：概念題（，填空題、選擇題、簡(jiǎn)答題）第２類：作圖或計(jì)算或公式推導(dǎo)題第３類：綜合分析第１類．概念題（涉及全書(shū)８章內(nèi)容目標(biāo)：學(xué)生對(duì)基本概念的掌握與理解，對(duì)概念、知識(shí)或表述的準(zhǔn)確性主要是各章中的概念需要注意的是有些概念往往就是其名稱，有些概念往往與某些基本原理緊密相關(guān)，甚至就是基本原理；有些上研途進(jìn)組織找大牛上研途進(jìn)組織找大牛念與工藝方法緊密相關(guān)；有些概念與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相關(guān)有些概念有不同的叫法。合金（南航１２）（名稱）偽共晶（０８）（原理相關(guān)柯肯道爾效應(yīng)（華南理工１２）（實(shí)驗(yàn)相關(guān)）臨界變形度（江蘇大學(xué)１２）（工藝相關(guān)）當(dāng)非金屬原子和金屬原子的半徑 ０．５９時(shí)，形成具有復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)的相，稱其（河北工大在離子晶體中，負(fù)離子多面體相互間連接時(shí)， 結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。Ａ共用頂Ｂ共用棱Ｃ共用面Ｄ不共用（河北工大１２）簡(jiǎn)述奧氏體的形成過(guò)程及影響奧氏體大小的因素．（哈大１１）第２類．計(jì)算或作圖或公式推導(dǎo)題目標(biāo)：對(duì)基本原理的掌握、基本技能應(yīng)用；計(jì)算題經(jīng)常出現(xiàn)的章節(jié)：晶體結(jié)構(gòu)；擴(kuò)散；塑性變形；合金相圖。計(jì)算題考核內(nèi)容主要集中于：金屬晶體面間距、致密度、線、面密度的計(jì)算；二元合金室溫組織組成物和相組成物的計(jì)算；鐵碳合金室溫組織組成物和相組成物的計(jì)算；臨界剪切應(yīng)力的計(jì)算；擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算。作圖題出現(xiàn)的章節(jié)：金屬晶體結(jié)構(gòu)二元合金、三元合金相圖；金屬及合金的塑性變形；考核內(nèi)容主要集中于晶面指數(shù)晶向指數(shù)的作圖；相轉(zhuǎn)變組織示意圖二元合金相圖的繪制三元合金相圖的水平、垂直截面圖公式推導(dǎo)題主要出現(xiàn)的章節(jié)：金屬晶體結(jié)構(gòu)；純金屬的結(jié)晶金屬及合金的塑性變形?？己藘?nèi)容主要集中于：臨界性和半徑和臨界形核功的推導(dǎo)；菲克第二定律的推導(dǎo)；臨界剪切應(yīng)力的推導(dǎo)。例題：１．２０鋼滲碳時(shí)， ＝２．３×１０－５ｍ２／Ｑ＝１３８×１０３Ｊ／ｏｌ，分別計(jì)算出９２７℃和１０２７℃時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)（青島２．根據(jù)下列條件畫(huà)出一個(gè)二元系共晶相圖。兩組元Ａ何Ｂ的分別是１０００℃何７００℃，含＝０．２５的合金在晶完成，它的平衡組織由７３．３％的先共晶α何２６．７％的（α＋β共晶組成，并且此合金的α總量為５０％。（青島１０）３．假設(shè)過(guò)冷液體中出現(xiàn)一個(gè)立方體晶胚，證明形核功第３類．綜合分析題目標(biāo)：

＝１Ｓσ．（ 理工大學(xué)２００８）３Ｋ學(xué)生用基本原理、基本理論分析實(shí)際問(wèn)題的能力。特點(diǎn)：范圍較大（即包含的內(nèi)容教多）；分值高；基本要求基本原理的熟練掌握與理解。例１：根據(jù)鐵碳相圖回答問(wèn)題：（１）畫(huà)出鐵碳相圖（２）分析Ｗｃ＝５％的過(guò)共晶白口鐵的冷卻過(guò)程，畫(huà)出冷卻曲線，及組織變化示意圖（３）計(jì)算（２）晶滲碳體、二次滲碳體和共析滲碳體的相對(duì)含量。（哈爾濱工業(yè)大學(xué)（二）試題題型與內(nèi)容的權(quán)重分明確兩個(gè)問(wèn)題１．試題題型的權(quán)重分布：２．試題內(nèi)容的權(quán)重分布１．試題題型的權(quán)重分布：各個(gè)學(xué)校考試側(cè)重點(diǎn)不同，分值比例不同。一般：概念題：每個(gè)２～５分，（３０５０分）繪圖、計(jì)算題或公式推導(dǎo)題：每個(gè)１０分，２０－４０綜合分析題：每個(gè)１５－２０分，（１５－２０分）２．試題內(nèi)容的權(quán)重分布我國(guó)入學(xué)考試中，各招生院校的復(fù)習(xí)和考試側(cè)重點(diǎn)不盡相同，所以要將近年來(lái)的考題與《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的章節(jié)相對(duì)應(yīng)是比較的。近年來(lái)不同類型考題出現(xiàn)的章節(jié)做一歸納，以便復(fù)習(xí)時(shí)能給予重點(diǎn)關(guān)注。一般來(lái)說(shuō)：晶體結(jié)構(gòu)部分：約１５－２５分?jǐn)U散部分：約１５－２０分形變與再結(jié)晶部分：１５－２５分凝固相變部分：２５～３５分三、備考與與應(yīng)試策根據(jù)上面幾個(gè)方面的總結(jié)分析可知，在復(fù)習(xí)準(zhǔn)備《材料科學(xué)基礎(chǔ)》這門(mén)課的時(shí)候，要注意以下幾點(diǎn)：通讀理解掌握化學(xué)成分－晶體結(jié)構(gòu)或相結(jié)構(gòu)－工藝－組織結(jié)構(gòu)－性能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及各種條件下的變化規(guī)律；熟悉金屬材料在冷（熱）塑性變形、固態(tài)相變、凝固結(jié)晶過(guò)程中的基本現(xiàn)象、基本概念、基本規(guī)律和基本方法，提高金屬材料強(qiáng)韌化的途徑；學(xué)習(xí)方法：在理解的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)，凝練要點(diǎn)。時(shí)間安排：根據(jù)章節(jié)內(nèi)容確定復(fù)習(xí)計(jì)劃；考場(chǎng)答題：認(rèn)真審題，全面回答，語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，注意關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)與邏輯性第一 原子的結(jié)構(gòu)與鍵本章內(nèi)容分第１節(jié) 原子間的結(jié)合鍵類型和原子特性第２節(jié) 結(jié)合鍵與性能最外層電子結(jié)構(gòu)決定結(jié)合鍵類型（最外層電子得失）金屬鍵、離子鍵、共價(jià)鍵、范德華力化學(xué)鍵（主價(jià)鍵） 物理鍵（次價(jià)鍵）電子，電子得失，電子成鍵金屬 離子 共價(jià)飽和 方向性 性 密堆積 高配位數(shù) ８－Ｎ第一 原子間的結(jié)合考點(diǎn)!結(jié)合鍵類（１）金屬鍵（化學(xué)鍵，主價(jià)鍵金屬中的電子和金屬正離子相互作用所構(gòu)成鍵合稱為金屬鍵。金屬鍵的基本特點(diǎn)是電子的共有化。結(jié)合鍵無(wú)方向性、無(wú)飽和性?！优帕汹呌诘湍芰康拿芏逊e結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電、導(dǎo)熱、塑性好。（２）離子鍵（化學(xué)鍵，主價(jià)鍵金屬原子失去外層價(jià)電子成為正離子，非金屬原子得到價(jià)電子成為負(fù)離子，依靠類庫(kù)侖靜電力形成的鍵合。離子鍵無(wú)方向性、無(wú)飽和性?！?fù)離子相間排列，靜電力最大對(duì)外顯電中性，原子排列取決于離子電荷及其離子半徑（幾何因素），趨于配位數(shù)最高。—般離子晶體中正負(fù)離子結(jié)合力較強(qiáng)，其和硬度均較高（３）共價(jià)鍵（化學(xué)鍵，主價(jià)鍵兩個(gè)或多個(gè)電負(fù)性相差不大的原子間通過(guò)共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵合結(jié)合鍵有方向性、有飽和性?！优帕腥Q于成鍵類型，配位數(shù)小，服從８－Ｎ法則。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、高、硬脆等特點(diǎn)、導(dǎo)電差。（４）范德華力（物理鍵，次價(jià)鍵電荷位移形成偶極子－庫(kù)侖靜電力結(jié)合。靜電力（極性分子團(tuán)）、誘導(dǎo)力（極性分子團(tuán)－非極性分子）色散力（非極性分子的電子運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)極性）結(jié)合鍵無(wú)方向性、無(wú)飽和性?！叫再|(zhì)。比化學(xué)鍵的鍵能少１～２個(gè)數(shù)量級(jí)。高分子聚合物有不同的性能的主要原因（５）氫鍵（分子鍵由氫原子同時(shí)與兩個(gè)電負(fù)性很大而原子半徑較小的原子（Ｏ，Ｆ，Ｎ等）相結(jié)合而產(chǎn)生的具有比一般次價(jià)鍵（范德華力）大的鍵力。結(jié)合鍵有方向性、有飽和性?！绊懙礁叻肿拥奶厥獾木w結(jié)構(gòu)和性能。結(jié)合力介于范德華力和化學(xué)鍵力之間。第二 結(jié)合鍵與性１．物理性的高低代表了材料穩(wěn)定性程度。共價(jià)鍵、離子鍵化合物的Ｔｍ較高。密度與結(jié)合鍵有關(guān)。因?yàn)榻饘儆休^高的相對(duì)原子質(zhì)量，金屬鍵結(jié)合沒(méi)有方向性，原子趨于密集排列，多數(shù)金屬有高的密度。導(dǎo)熱、導(dǎo)電性、硬度等，因?yàn)榻饘儆须娮樱瑢?dǎo)熱、導(dǎo)電性好，硬度不如共價(jià)晶體和離子晶體。２．力學(xué)性能彈性模量與結(jié)合能有較好的相關(guān)關(guān)系強(qiáng)度與原子狀態(tài)、結(jié)合能相關(guān)（隨后講述）塑性與原子狀態(tài)有關(guān)（隨后講述）本章名校例１．陶瓷材料的結(jié)合鍵主要為Ａ．金屬鍵Ｂ．離子鍵Ｃ．共價(jià)鍵（深大１２）下表繪出的四種固態(tài)材料中的：（深大１２）１．化學(xué)鍵的類型；２．每種原子或離子的配位數(shù)，（隨后講述３．并分析說(shuō)明其中那種材料的彈性模量最高，４．抗拉強(qiáng)度最大，（隨后講述）５．延展性最好。（隨后講述考點(diǎn)１：結(jié)合鍵性質(zhì)和分考點(diǎn)２：結(jié)合鍵判定和性能分第二 固體結(jié)本章內(nèi)容分第一 晶體學(xué)基（空間點(diǎn)陣和晶胞，晶向指數(shù)和晶面指數(shù)）第二節(jié) 金屬的晶體結(jié)構(gòu)（典型金屬晶體結(jié)構(gòu)，堆垛方式和間隙，多晶型性）第三節(jié) 合金相結(jié)構(gòu)（固溶體和中間相）第四 離子晶體結(jié)（離子晶體結(jié)構(gòu)規(guī)則，典型的離子晶體結(jié)構(gòu)）第五節(jié) 共價(jià)晶體結(jié)構(gòu)（一般性了解）第一 晶體學(xué)基考點(diǎn)!空間點(diǎn)陣和晶（１）空間點(diǎn)把晶體中的原子（分子或離子）抽象為規(guī)則排列于空間的具有等同周邊環(huán)境幾何點(diǎn)，并把振動(dòng)中心看成其平衡位置，即可得到一個(gè)由無(wú)數(shù)幾何點(diǎn)在三排列而成的規(guī)整的陣列，這種陣列稱為空間點(diǎn)陣，這些幾何點(diǎn)稱為陣點(diǎn)。原子堆積模 晶（２）晶用一系列平行直線將陣點(diǎn)連接起來(lái)，形成的一個(gè)三維的空間格架用以描述晶體中原子排列規(guī)律。稱為晶格．從晶格中選取一個(gè)能夠完全反映晶格特征的最小幾何單元來(lái)研究晶體結(jié)構(gòu)，這個(gè)最小的幾何單元稱為晶胞．晶胞選取原則ａ．充分反映空間點(diǎn)陣的對(duì)稱性；ｂ．相等的棱和角的數(shù)目最多；ｃ．具有盡可能多的直角；ｄ．體積最小按照陣點(diǎn)周邊等同環(huán)境和晶胞原則，抽象的空間點(diǎn)陣１４種布拉菲點(diǎn)陣（屬于７大晶系）包括：三斜，單斜（底心），正交（底心、面心、體心）四方（體心），立方（面心、體心），三角（菱方），六面心立方舉例為什么十四種布拉菲點(diǎn)陣中不存在底心正方點(diǎn)陣？（沈工大０８，１０，１１畫(huà)圖說(shuō)明一個(gè)面心正方點(diǎn)陣可以被 心正方點(diǎn)陣所代替。（沈工大１０）簡(jiǎn)要說(shuō)明為什么十四種布拉菲點(diǎn)陣中不存在面心正方點(diǎn)陣。（沈工大０７）上研途進(jìn)組織找大牛上研途進(jìn)組織找大牛寫(xiě)寫(xiě)出七種晶系的名稱及點(diǎn)陣參數(shù)之間的關(guān)系；（分別畫(huà)出下列離子晶體的布拉菲點(diǎn)陣（下圖中的點(diǎn)陣參數(shù)均為ａ＝ｂ＝ｃ，α＝β＝γ＝９０ｏ）。（北１２）考點(diǎn)"密勒（$'晶向指１．建立坐標(biāo)系：以晶胞的陣點(diǎn)為原點(diǎn)Ｏ，過(guò)原點(diǎn)晶軸為坐標(biāo)軸ｘ，ｙ，ｚ，以晶胞點(diǎn)陣矢量的長(zhǎng)度作為坐標(biāo)軸的長(zhǎng)度單位。２．過(guò)原點(diǎn)Ｏ作平行于待定晶向直線ＯＰ３．在直線ＯＰ上選取距原點(diǎn)Ｏ最近的一個(gè)陣點(diǎn)Ｐ，確定Ｐ點(diǎn)的坐標(biāo)值４．將這３個(gè)坐標(biāo)值化為最小整數(shù)Ｕ，Ｖ，Ｗ加以方括號(hào)，［Ｗ即為待定晶向的晶向指數(shù)，負(fù)號(hào)表在相應(yīng)數(shù)字上方。考點(diǎn)(密勒（$'晶面指１．建立坐標(biāo)系：同晶向指數(shù)，但坐標(biāo)原點(diǎn)不在待定晶面內(nèi)。２．求得待定晶面在三個(gè)晶軸上的截距。３．取各截距的倒數(shù)４．將三倒數(shù)化為互質(zhì)的整數(shù)比，并加上圓括號(hào)，記為（ｈｋｌ），負(fù)號(hào)標(biāo)在相應(yīng)數(shù)字上方考點(diǎn))密勒（$'晶面指數(shù)（六方晶系晶面指建立坐標(biāo)系：在六方晶系中，為了明確的表示晶體底面的對(duì)稱性，底面用互成１２０度的三個(gè)坐標(biāo)軸ｘｘｘ其單位為晶格常數(shù)ａ，加上垂直于底面的方向Ｚ，其單位為高度方向的晶格常數(shù)ｃ選擇其中一個(gè)平行六面體，變成３軸坐標(biāo)系，方法同立方晶系，進(jìn)行標(biāo)注（ｈｋｌ），按以下公式還原成４軸坐標(biāo)系即可。４＞３：直接去掉ｉ坐標(biāo)即可，即：（ｈｋｌ），３＞４：逆向可直接加入ｉ＝－（ｈ＋ｋ），即：（ｈｋ（－ｈ－ｋ）ｌ）上研途進(jìn)組織找大牛上研途進(jìn)組織找大?？键c(diǎn)*密勒（$'晶向指數(shù)（六方晶系晶向指建立坐標(biāo)系同晶面指數(shù)標(biāo)定方法選擇其中一個(gè)平行六面體，變成３軸坐標(biāo)系，方法同立方晶系，進(jìn)行標(biāo)注［Ｗ，按以下公式還原成４軸坐標(biāo)系即可。４＞３：Ｕ＝ｕ－ｔ，Ｖ＝ｖ－ｔ，Ｗ＝ｗｕ＝（２Ｕ－Ｖ），ｖ＝（２Ｖ－Ｕ），３＞４： ｔ＝－（ｕ＋ｖ），ｗ＝考點(diǎn)+晶面間—組最近鄰平行晶面間距對(duì)于ｆｃｃ，當(dāng)（ｈｋｌ）不全為奇數(shù)或偶數(shù)時(shí)，有附加面，需要修正１／２。如｛１００｝等對(duì)于ｂｃｃ，當(dāng)ｈ＋ｋ＋ｌ＝奇數(shù)時(shí)，有附加面，需要修正１／２。如｛１１１｝等對(duì)于ｈｃｐ，當(dāng)ｈ＋２ｋ＝３ｎ（ｎ＝０，１，２，３．．．），且ｌ為奇數(shù)時(shí)，需要修正１／２。如｛０００１｝考點(diǎn),晶面和晶向的空間關(guān)晶帶：平行于某一晶向（晶帶軸）所有晶面（晶帶面）的集合凡滿足ｈｕ＋ｋｖ＋ｌｗ＝０的晶面都屬于以［ｕｖｗ］為晶帶軸的晶帶。對(duì)于立方晶系：相同指數(shù)的晶面和晶向相互垂直晶帶定律：ｈｕ＋ｋｖ＋ｌｗ＝０時(shí)相互平舉例１．配位數(shù)〔沈工大

２．致密度。（太３．多晶型性（沈工大０９，１１）８．晶帶（沈工大０７，０８，１１）９．晶帶定律（沈工大０７，０８，０９，１１，１２）１０．晶帶軸（沈工大１２）立方晶系中，與晶面（１３２）平行和垂直的晶向分別 。（河北工大請(qǐng)計(jì)算晶格常數(shù)為ａ的面心立方晶體的致密度以及其中的丨１１０丨晶面的面間距。（沈工在立方晶系中畫(huà)出下列晶向指數(shù)和晶面指數(shù)對(duì)應(yīng)的晶向和晶面（標(biāo)明Ｘ、ｙ、Ｚ軸的方向，并計(jì)算面心立方晶體中（１１１）的面密度。（深大１１）一個(gè)滑移面（Ｌ和面上的一個(gè)滑移方向＜ｕｖｗ＞構(gòu)成一個(gè)滑移系，它們符合什么樣晶體 向關(guān)系？試寫(xiě)出銅單晶體一個(gè)滑移面所對(duì)應(yīng)的所有滑移系。（太１１）上研途進(jìn)組織找大牛上研途進(jìn)組織找大牛第二 金屬的晶體結(jié)!-，..，0.1考點(diǎn)"晶胞原子數(shù)、原子半徑、配位數(shù)、致密考點(diǎn)(四面體間隙、八面體間舉例碳原子溶入α－Ｆｅ和γ－Ｆｅ中形成間隙固溶體時(shí)，碳原子均占據(jù)八面體間隙位置，簡(jiǎn)述原因考點(diǎn))晶型金屬在外界條件（溫度、壓力）變化時(shí)，由一種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N結(jié)構(gòu)的過(guò)程，稱為多晶型性轉(zhuǎn)變，或同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變的產(chǎn)物稱為同素異構(gòu)體。第三 合金的相結(jié)!本合金：由兩種或兩種以上的元素組成，其中至少有一種為金屬，組成具有金屬性的材料稱為合金。組元：通常把組成材料的最簡(jiǎn)單、最基本、能夠獨(dú)立存在的物質(zhì)稱為組元。如：元素，在研究的圍內(nèi)穩(wěn)定化合物相：凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同并與其它部分有界面分開(kāi)的物質(zhì)均勻組成部分，稱之為相。在固態(tài)材料中，可分為固溶體和化合物兩大類。組織：人們用肉眼或借助某種工具（顯微鏡等）所觀察到的材料形貌。它決定于組成相的類型、形狀、大小、數(shù)量、分布等。組織組成物：組織中形貌相同的組成部分考點(diǎn)"結(jié)固溶體：一些元素進(jìn)入某一組元的晶格中，不改變其晶體結(jié)構(gòu)，形成的均勻相中間相：化合物是構(gòu)成的組元相互作用，生成不同與任何組元晶體結(jié)構(gòu)的新物質(zhì)，通常由金屬與金屬，或金屬與類金屬元間形成的化合物，也可以是以化合物為基的固溶體（二次固溶體），其結(jié)合鍵力多為金屬鍵（離子鍵、共價(jià)鍵等）１）置換固溶體溶質(zhì)原子取代了部分溶劑晶格中某些節(jié)點(diǎn)上的溶劑原子而形成的固溶體。２）間隙固溶體溶質(zhì)原子嵌入溶劑晶格的空隙中，不占據(jù)晶格結(jié)點(diǎn)位置。固溶強(qiáng)３）正常價(jià)化合物通常是金屬元素與非金屬元素組成，兩組元間電負(fù)性差較大，它們符合一般化合物的原子價(jià)規(guī)律。電負(fù)性差值，化合物穩(wěn)定性，愈接近離子鍵合。（具有高硬度、高脆性）４）電子濃度化合物按照一定的電子濃度組成一定晶體結(jié)構(gòu)的化合物。由ＩＢ族或過(guò)渡族元素與ＩＩＢ、ＩＩＩＡ、ＩＶＡ、ＶＡ族元素組成。（性能與固溶體接近，強(qiáng)度不高）５）尺寸因素化合物過(guò)渡族金屬原子與原子半徑小于０．１ｎｍ的非金屬元素碳、氮、氫、氧、硼所組成。（高硬度、高脆性）ｒ／Ｒ＜０．５９：簡(jiǎn)單晶體結(jié)構(gòu)的相－間隙相ｒ／Ｒ＞０．５９：復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)的相－間隙化合物相ｒ～Ｒ：拓?fù)涿芏严啵ń饘僭又g）舉例固溶體（太１１）合金（河北工大間隙固溶體（沈工大０７，０９，１０，１１）間隙化合物（河北工大１０）細(xì)晶強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化（太０７）置換固溶體（沈工大０８，１１）簡(jiǎn)要說(shuō)明鐵素體、奧氏體、滲碳體之間的主要區(qū)別。（沈工大化合物中，哪個(gè)屬于正常價(jià)化合物？哪個(gè)屬于電子濃度化合物？哪個(gè)屬于間隙相？哪個(gè)屬于間隙化合物？（沈工大１２）比較間隙相和間隙化合物兩種原子尺寸因素化合物的不同之處。（沈工大１０在ＦｅＦｅＦｅＶＣ，Ｃｒ種尺寸相關(guān)化合物中，那些屬于間隙相，那些屬于間隙化合物（沈工大０９第四 離子晶體結(jié)考點(diǎn)!離子鍵無(wú)方向性和飽和性，趨向于配位數(shù)最大排列，滿足電中鍵力最強(qiáng)：負(fù)離子之間既不，但又與中心的正離子相接觸鮑林５規(guī)則２．電價(jià)規(guī)則（電中性）在一個(gè)穩(wěn)定的子晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)負(fù)離子電價(jià)Ｚ 等于或接近與之鄰接的各正離子靜電價(jià)強(qiáng)度的總和．３．負(fù)離子多面體共用頂、棱和面的規(guī)（同性相斥４．不同種類正離子配位多面體間的連接規(guī)則（均勻法則）同種正離子配位多面體之間盡量有互不連接的趨勢(shì)。５．節(jié)約規(guī)則（密堆積法則）同一晶體中，同種正離子與同種負(fù)離子的結(jié)合方式應(yīng)最大限度的趨于一致，以便于形成密堆積舉例分別畫(huà)出下列離子晶體的布拉菲點(diǎn)陣（下圖中的點(diǎn)陣參數(shù)均為ａ＝ｂ＝ｃ，α＝β＝γ＝９０ｏ）。（北１２）在離子晶體中，負(fù)離子多面體相互間連接時(shí) 結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定Ａ．共用 Ｂ．共用 Ｃ．共用 Ｄ．不共用（河北工大本章小固態(tài)物質(zhì)可分為晶體和非晶體兩大類。晶體的性能是與結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的?？臻g點(diǎn)陣、晶胞的概念。根據(jù)“每個(gè)陣點(diǎn)的周圍環(huán)境相同”和六個(gè)點(diǎn)陣參數(shù)間的相互關(guān)系，可將晶體分為７個(gè)晶系，１４種布拉菲點(diǎn)陣。不同方向的晶向和晶面可用密勒指數(shù)加以標(biāo)注在金屬晶體結(jié)構(gòu)中，面心立方（ｆｃｃ）、體心立方（ｂｃｃ）和密排六方（ｈｃｐ）三種典型結(jié)構(gòu)，其中ｆｃｃ和ｈｃｐ系密排結(jié)構(gòu)。５個(gè)參量：晶胞原子數(shù)，致密度，配位數(shù)，４面體間隙，８面體間隙離子晶體的Ｐａｕｌｉｎｇ規(guī)則：１．負(fù)離子配位多面體規(guī)則（能量最低）２．電價(jià)規(guī)則（電中性）３．負(fù)離子多面體共用頂、棱和面的規(guī)則（同性相斥）４．不同種類正離子配位多面體間連接規(guī)則５．節(jié)約規(guī)則１．晶胞的選取原則２．晶向指數(shù)與晶面指數(shù)的標(biāo)注；３．晶面間距的計(jì)算；４．三種典型金屬晶體結(jié)構(gòu)的晶體學(xué)特點(diǎn)，致密度、面密度、線密度計(jì)算；５．晶體中的原子堆垛間隙；６．固溶體的分類及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；７．中間相的分類及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)８．離子晶體的結(jié)構(gòu)規(guī)則；ＡＢ型、ＡＢ２型和ＡＢＯ３型結(jié)第三 晶體缺本章內(nèi)容分第一 點(diǎn)缺（形成，平衡濃度）第二節(jié) 位錯(cuò)（柏氏矢量，位錯(cuò)的類型和特征，位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)的生成和增殖，實(shí)際晶體結(jié)構(gòu)中的位錯(cuò)）第三節(jié)表面和界面（晶界和亞晶界，孿晶界，相界第一 點(diǎn)缺考點(diǎn)!點(diǎn)缺陷的形晶體缺陷偏離了晶體周期性排列的局部區(qū)１．點(diǎn)缺陷：在結(jié)點(diǎn)上或鄰近的微觀區(qū)域內(nèi)偏離晶體結(jié)構(gòu)的正常排列的一種缺陷。包括：空位、間隙原子、雜質(zhì)或溶質(zhì)原子，以及由它們組成的復(fù)雜點(diǎn)缺陷．考點(diǎn)"缺陷的熱力學(xué)平衡濃造成點(diǎn)陣畸變，使晶體的內(nèi)能升高，降低了晶體的熱力學(xué)穩(wěn)定增大了原子排列的程度（組態(tài)熵Ｓ），并改變了其周圍原子的振動(dòng)頻率（振動(dòng)熵Ｓｆ），引起組態(tài)熵和振動(dòng)熵的改變，使晶體熵值增大，有利于熱力學(xué)穩(wěn)定性。舉例１．為什么在一定溫度下點(diǎn)缺陷具有一定的平衡濃度，而位錯(cuò)沒(méi)有平衡密度？（河北工大２．在晶體中形成空位的同時(shí)又產(chǎn)生間隙原子，這樣的缺陷稱為：Ａ肖特基缺陷Ｂ弗侖克爾缺陷Ｃ線缺陷。（深大１２）第二 位!成１）晶體生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生位錯(cuò)①點(diǎn)陣失配：由于熔體中雜質(zhì)原子在凝固過(guò)程中不均勻分布使晶體的先后凝固部分成分不同，從而點(diǎn)陣常數(shù)也有差異，形成位錯(cuò)作為過(guò)渡；②位相差：由于溫度梯度、濃度梯度、機(jī)械振動(dòng)等的影響，致使生長(zhǎng)著的晶體偏轉(zhuǎn)或彎曲引起相鄰晶塊之間有位相差，形成位錯(cuò)；③生長(zhǎng)應(yīng)力：晶體生長(zhǎng)過(guò)程中由于相鄰晶粒發(fā)生碰撞或因液流沖擊，以及冷卻時(shí)體積變化的熱應(yīng)力等原因會(huì)使晶體表面產(chǎn)生臺(tái)階或受力變形而形成位錯(cuò)。２）點(diǎn)缺陷：由于自高溫較快凝固及冷卻時(shí)晶體內(nèi)大量過(guò)飽和空位的能形成位錯(cuò)３）應(yīng)力集中：晶體的某些界面（如第二相質(zhì)點(diǎn)、孿晶、晶界等）和微裂紋的附近，由于熱應(yīng)力和組織應(yīng)力的應(yīng)力集中高至足以使該局部區(qū)域發(fā)生滑移時(shí)，就在該區(qū)域產(chǎn)生位錯(cuò)?？键c(diǎn)"柏氏矢量，全位錯(cuò)、不全位位錯(cuò)（線缺陷）：在三的一個(gè)方向上的尺寸很大（晶粒數(shù)量級(jí)），另外兩個(gè)方向上的尺寸很?。ㄔ映叽绱笮。┑木w缺陷。（刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)、混合位錯(cuò)）１）首先選定位錯(cuò)線的正向，規(guī)定出紙面的方向?yàn)槲诲e(cuò)的正方向２）在實(shí)際晶體中，從任一原子出發(fā)，圍繞位錯(cuò)（避開(kāi)位錯(cuò)線附近的嚴(yán)重畸變區(qū)）以一定的步數(shù)作螺旋閉合回路（柏氏回路）３）在完整晶體中按同樣的方向和步數(shù)作相同的回路，該回路并不封閉，由終點(diǎn)向起點(diǎn)引一矢量，使該回路閉合，這個(gè)矢量ｂ，即位錯(cuò)的柏氏矢量。刃型位錯(cuò)：柏氏矢量┴位錯(cuò)線。螺型位錯(cuò)柏氏矢量／／位錯(cuò)線。混合位錯(cuò)夾角非０或９０度。柏氏矢量的性質(zhì)１）柏氏矢量模｜ｂ｜表示了畸變的程度－位錯(cuò)的強(qiáng)度。其方向表示位錯(cuò)的性質(zhì)與位錯(cuò)的取向。２）柏氏矢量與回路起點(diǎn)及其具體途徑無(wú)關(guān)，守恒性。３）一根不分岔的位錯(cuò)線，其柏氏矢量都相同，唯一性４）晶體中位錯(cuò)可以是位錯(cuò)環(huán)、中止于其他位錯(cuò)、晶界、表面，但不能中止于晶體，連續(xù)性。５）柏氏矢量滿足矢量運(yùn)算。全位錯(cuò)：柏氏矢量等于點(diǎn)陣矢量不全位錯(cuò)：柏氏矢量不等于（小于）點(diǎn)陣矢量考點(diǎn)(位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，滑移力、攀移刃型位錯(cuò)滑移：在外力作用下，在滑移面（ｂ和滑移線決定）上運(yùn)動(dòng)。攀移：在熱缺陷和外力作用下，位錯(cuò)在垂直滑移面的運(yùn)動(dòng)。螺型位錯(cuò)： 滑移：位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向垂直于位錯(cuò)線和柏氏矢量，有多個(gè)滑移面，（交滑移）考點(diǎn))錯(cuò)的交在位錯(cuò)的滑移運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，位錯(cuò)線往往很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)。若由此形成的曲折線段就在位錯(cuò)的滑移面上時(shí)，稱為扭折；若該曲折線段垂直于位錯(cuò)的滑移面時(shí)，稱為割階。運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)交割后，每根位錯(cuò)線上都可能產(chǎn)生一扭折或割階，其大小和方向取決于另一位錯(cuò)的柏氏矢量，但保持原位錯(cuò)線的柏氏矢量。所有的割階都是刃型位錯(cuò)，而扭折可以是刃型也螺型的扭折與原位錯(cuò)線在同一滑移面上，可隨主位錯(cuò)線一道運(yùn)動(dòng)，幾乎不產(chǎn)生阻力，且張力作用下易于。但割階則與原位錯(cuò)線不在同一滑移面上，故除非割階產(chǎn)生攀移，否則割階就不能跟隨主位錯(cuò)線一道運(yùn)動(dòng)，成為位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的，通常稱此為割階硬化。割階“釘扎效應(yīng)”對(duì)于刃形位錯(cuò)要弱于螺形位錯(cuò)考點(diǎn)*位錯(cuò)的線張線張力，Ｔ－位錯(cuò)增加單位長(zhǎng)度所需要的能量ｍ，位錯(cuò)能，Ｅｅ－單位長(zhǎng)度位錯(cuò)具有的能量ｍ考點(diǎn)+位錯(cuò)的應(yīng)變能（位錯(cuò)反應(yīng)位錯(cuò)彈性引力場(chǎng)存在，導(dǎo)致晶體能量上升－位錯(cuò)（應(yīng)變）能分為：中心畸變能：原子鍵合、晶體結(jié)構(gòu)估算，占總位錯(cuò)能的（１／１５～１／１０）Ｅｃ應(yīng)力場(chǎng)的彈性能：由單位位錯(cuò)長(zhǎng)度位錯(cuò)做功計(jì)算Ｅｅ上研途進(jìn)組織找大牛上研途進(jìn)組織找大牛螺型位錯(cuò)，Ｋ＝刃型位錯(cuò)，Ｋ＝１－通常ｒ０接近于ｂ，Ｒ近似為１０－６ｍ彈性能近似為：位錯(cuò)反應(yīng)條件：１幾何條件：矢量相２能量條件：反應(yīng)后能量小于等于后∑ｂ前＝∑后 ∑ ∑ 例：判斷位錯(cuò)反應(yīng)：ａ［１００］＋ａ［

ａ［１１１］＋–ａ［１１１］＋ａ［１００］＋ａ［ａ［１１１］＋–

→ａ［１１１］＝ａ［１１０］ａ［１１１］＝ａ［１１０］

２［前 ＝（ａ）２＋（ａ）２＝２ａ２前 ＝２（）２ 后

能量條件滿 Ｅ Ｅ ∴給位錯(cuò)反應(yīng)可以進(jìn)１）位錯(cuò)的應(yīng)變能與ｂ２成正比。從能量的觀點(diǎn)來(lái)看，晶體中具有最小ｂ的位錯(cuò)應(yīng)該是最穩(wěn)定的，由此，滑移方向總是沿著原子的密排方向．２）Ｅｓ／Ｅｅ＝１－ｖ，（金屬材料的ｖ～１／３），故螺位錯(cuò)的Ｅｓ為刃位錯(cuò)Ｅｅ２／３３）位錯(cuò)的能量是以單位長(zhǎng)度的能量來(lái)定義的，故位錯(cuò)的能量還與位錯(cuò)線的形狀有關(guān)。由于兩點(diǎn)間以直線為最短，所以位錯(cuò)線有盡量變直和縮短其長(zhǎng)度的趨勢(shì)。４）位錯(cuò)的存在均會(huì)使體系的內(nèi)能升高，雖然位錯(cuò)的存在也會(huì)引起晶體中熵值的增加，但相對(duì)來(lái)說(shuō)，熵值增加有限。因此，位錯(cuò)的存在使晶體處于高能的不穩(wěn)定狀態(tài)，位錯(cuò)是熱力學(xué)上不穩(wěn)定的晶體缺陷?？键c(diǎn),位錯(cuò)的交互作１）兩平行螺位錯(cuò)的交互作 ，相互遠(yuǎn)離２）兩平行刃型位錯(cuò)的交互作考點(diǎn)2位錯(cuò)的增殖（位錯(cuò)釘扎舉例１．一個(gè)環(huán)形位錯(cuò)（可以，不可以）各部分均為螺型位錯(cuò)。（沈工大２．在外加應(yīng)力作用下，刃型位錯(cuò)除了可以沿其自身滑移面發(fā)生滑移外，還可以發(fā)生（攀移，交滑移）（沈工大１０）３．柏氏矢量（沈工大０８），位錯(cuò)滑移（沈工大１１４．位錯(cuò)交割（沈工大０７，１０）位錯(cuò)攀移（沈工大１０）５．位錯(cuò)（河北工大１２，太０８）１０

６．全位 能夠分解為兩個(gè)不全位錯(cuò)（河北工大７．請(qǐng)分別繪出ｆｃｃ和ｂｃｃ晶體中的最短單位位錯(cuò)，并比較二者哪一個(gè)引起的畸變較大。（西工８．兩平行螺型位錯(cuò)，當(dāng)柏氏矢量同向時(shí)，其相互作用力：Ａ為零Ｂ相斥Ｃ相吸（深大９．ＦＣＣ晶體中有的單位位錯(cuò)和的不全位錯(cuò)，這兩個(gè)位錯(cuò)相遇能否發(fā)生位錯(cuò)反應(yīng)？為什么？（河北工大１１）上研途進(jìn)組織找大牛上研途進(jìn)組織找大牛第三 表面和界界面通常包含幾個(gè)原子層厚的區(qū)域，系二維結(jié)構(gòu)分布，故稱為晶體的面缺陷。界面的存在對(duì)晶體的力學(xué)、物理和化學(xué)等性能產(chǎn)生重要的影響。包括外表面（表面）和內(nèi)界面。表面是指固體材料與氣體或液體的界面，它與磨損、腐蝕、偏析、催化、吸附以及光學(xué)、微電子學(xué)等均密切相關(guān)；內(nèi)界面可分為晶粒邊界和晶內(nèi)的亞晶界、孿晶界、層錯(cuò)及相界面等。晶體表面單位面積能的增加稱為表面能（Ｊ／原子密排的表面具有最小的表面能。所以晶體在外的表面通常是低表面能的原子密排晶面。（結(jié)晶學(xué)平面）考點(diǎn)!晶界和亞晶晶粒：具有同一位向的晶體相（～０．２５ｍｍ）晶界：晶粒間的界面亞晶粒：同一晶粒內(nèi)，位向稍有區(qū)別的晶體相（１ｕｍ）亞晶界：亞晶粒的界面按照位向差小角度晶界（θ＜１０大角度晶界（θ＞１０°θ－晶粒位向差φ－晶界相對(duì)于點(diǎn)陣某一平面夾角１）晶界處點(diǎn)陣畸變大，存在著晶界能。因此，晶粒的長(zhǎng)大和晶界的平直化都能減少晶界面積，是一個(gè)自發(fā)過(guò)程。２）晶界處原子排列不規(guī)則，因此在常溫下晶界的存在會(huì)對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用，宏觀表現(xiàn)為晶界較晶內(nèi)具有較高的強(qiáng)度和硬度。晶粒愈細(xì)，材料的強(qiáng)度愈高，這就是細(xì)晶強(qiáng)化；而高溫下則相反，因高溫下晶界存在一定的粘滯性，易使相鄰晶粒產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。３）晶界處原子偏離平衡位置，具有較高的動(dòng)能，并且晶界處存在較多的缺陷如空穴、雜質(zhì)原子和位錯(cuò)等，故晶界處原子的擴(kuò)散速度比在晶內(nèi)快得多。４）在固態(tài)相變過(guò)程中，由于晶界能量較高且原子活動(dòng)能力較大，所以新相易于在晶界處優(yōu)先形核。原始晶粒愈細(xì)，晶界愈多，則新相形核率愈高。５）由于成分偏析和內(nèi)吸附現(xiàn)象，晶界富集雜質(zhì)原子，往往晶界較低。６）由于晶界能量較高，以及晶界富集雜質(zhì)原子的緣故，其腐蝕速度較快舉例１．請(qǐng)簡(jiǎn)述位向差與晶界能的關(guān)系，并解釋原因？（西工大１０２．以晶界兩側(cè)晶體的位向差是大于還是小于 度來(lái)區(qū)別大、小角度晶界，小角度晶界的可動(dòng)性 大角度晶界。（河北工大１１）３．小角度晶界（沈工大１１）４．大角度晶界（沈工大５．請(qǐng)簡(jiǎn)述位向差與晶界能的關(guān)系，并解釋原因？（西工大１０本章小基本概念１．點(diǎn)缺陷、Ｓｃｈｏｔｔｋｙ空位、Ｆｒｅｎｋｅｌ空位、間隙原子、置換原子２．線缺陷、刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)、混合型位錯(cuò)３．柏氏矢４．全位錯(cuò)、不全位５．滑移、（雙）交滑移、攀移、交割、割階、扭６．位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變能、線張力、作用在位錯(cuò)上的力７．位錯(cuò)密度、位錯(cuò)源、位錯(cuò)生成、位錯(cuò)增殖８．面缺陷、表面、界面、界面能、晶本章重點(diǎn)及難 １．點(diǎn)缺陷的平衡濃度公２．位錯(cuò)類型的判斷及其特征、柏氏矢量的特征（強(qiáng)度，守恒性，唯一性，連續(xù)性，矢量性）３．位錯(cuò)源、位錯(cuò)的增殖（Ｆ－Ｒ源、雙交滑移機(jī)制等）和運(yùn)動(dòng)、交割（割階釘扎位錯(cuò)）４．位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)、位錯(cuò)的應(yīng)變能、線張力本章主要公 ５．晶界的特性（大、小角度晶界）對(duì)于小角度晶界：對(duì)于大角度晶界：角度多為３０～°界面能約為０．２５～ｍ本為定值晶格失配度：第四 固體中原子及分子的運(yùn)本章內(nèi)容分第一 表象理論（菲克第一、第二定律，擴(kuò)散方程的解置換型固溶體中的擴(kuò)散，擴(kuò)散中的熱力學(xué)分析）第二節(jié) 擴(kuò)散的原子理論：（擴(kuò)散機(jī)制，原子跳躍和擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散激活能、擴(kuò)散距離、影響擴(kuò)散的因素）第三 反應(yīng)擴(kuò)第四 離子晶體中的擴(kuò)散（概念性了解第一 表象理考點(diǎn)!擴(kuò)散方程的擴(kuò)散：由構(gòu)成物質(zhì)的微粒（離子、原子、分子）的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的物質(zhì)遷移現(xiàn)象稱為擴(kuò)散菲克第一定律：（１８５５）Ｊ＝－Ｄ擴(kuò)散通量與濃度梯度正比而反Ｊ－單位時(shí)間單位面積通過(guò)物質(zhì)的量，ｋｇ／（ｍ２ｓ），ｍｏｌ／（ｍ２ｓ）Ｄ－擴(kuò)散系數(shù)，ｍ２／Ｃ－溶質(zhì)濃度，ｋｇ／ｍｍｏｌｍ３ｘ－擴(kuò)散距離，ｍ２（Ｄ２（Ｄｘ）ｘ菲克第二定律 ｔ＝－ｘ ＝（當(dāng)Ｄ與沈度無(wú)關(guān)時(shí)考點(diǎn)"克第二定律定解及其應(yīng)用3計(jì)算題ｘ菲克第二定 ｔ＝－ｘ

＝ （２濃度隨時(shí)間變化與擴(kuò)散通量梯度正比而２ｘ２槡—維偏微分方程通解：Ｃ＝Ａ·２槡Ｄｅ－λｄ＋０初始、邊界條件例一：有一２０鋼齒輪氣體滲碳，爐溫為９２７℃，爐氣氛使工件表面含碳量維持在０．９％Ｃ，這時(shí)碳在鐵中的擴(kuò)散系數(shù)為Ｄ＝１．２８ｘ１０－１１ｍ２ｓ－１，試計(jì)算為使距表面０．５ｍｍ處含碳量達(dá)到０．４％Ｃ所需要的時(shí)間？解：用半無(wú)限長(zhǎng)棒擴(kuò)散來(lái)考點(diǎn)(置換型固溶體中的擴(kuò)散（柯肯達(dá)爾效應(yīng)間隙擴(kuò)散類型：間隙固溶體中溶質(zhì)的擴(kuò)散（不會(huì)引起溶劑基體中晶格數(shù)量和位置的變化，如：鋼和鐵焊接形成擴(kuò)散）置換擴(kuò)散類型：置換固溶體中溶質(zhì)的擴(kuò)散（一種原子進(jìn)入晶格同時(shí)另外原子離開(kāi)，當(dāng)進(jìn)入和離開(kāi)不等，會(huì)引起晶格的或生成，造成晶格數(shù)量，位置的變化，如：銅和鋁形成擴(kuò)散偶柯肯達(dá)爾效應(yīng)（１９４７）：在置換固溶體擴(kuò)散偶界面埋入一個(gè)惰性標(biāo)記，由于溶劑、溶質(zhì)組元擴(kuò)散能力不等，經(jīng)過(guò)擴(kuò)散后會(huì)引起標(biāo)記的移動(dòng)的現(xiàn)象?？键c(diǎn))空位擴(kuò)散機(jī)制解釋柯肯達(dá)爾效富鋁側(cè)和富銅側(cè)產(chǎn)生空位鋁原子擴(kuò)散能力高于銅原子富銅側(cè)的空位被遷移過(guò)來(lái)的鋁原子填充，富鋁側(cè)的空位來(lái)不及被填充標(biāo)記面向富鋁側(cè)運(yùn)動(dòng)，形成柯肯達(dá)爾效應(yīng)考點(diǎn)*擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力6化學(xué)勢(shì)梯濃度梯度是擴(kuò)散現(xiàn)象，化學(xué)勢(shì)梯度才是擴(kuò)散的動(dòng)因在固體材料中，物質(zhì)的遷移（擴(kuò)散）會(huì)出現(xiàn)從低濃度向高濃度處，這種反向的擴(kuò)散稱為“上坡擴(kuò)散”飽和固溶體的脫溶析出第二相，帶電離子在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的作用下，彈性應(yīng)力場(chǎng)，晶界內(nèi)吸附等舉例１．在８７０℃和滲碳９２７℃下分別向含碳量為０．２％的碳鋼中滲碳，假定不同溫度下鋼表面的碳含量始終維持在１．２％，若規(guī)定滲碳層深度測(cè)量至含碳量為０．３５％處，且在不同溫度下碳在γ－Ｆｅ中的溶解度差別忽略不計(jì)，請(qǐng)計(jì)算在９２７℃滲碳多少小時(shí)后才能達(dá)到在滲碳１０小時(shí)的滲碳層深度？（已Ｄ＝２ｘ１０ｍ２／ｓｅｃ，Ｑ＝１４０ｋＪ／ｌ（沈工大０７，０

２．材料中發(fā)生擴(kuò)散的根本原因是：Ａ溫度的變化，Ｂ存在濃度梯度，Ｃ存在化學(xué)勢(shì)梯度．（深３．將界面處放置Ｍｏ絲作為標(biāo)記的Ｃｕ－Ａｌ組成的擴(kuò)散偶，置于合適溫度下進(jìn)行擴(kuò)散，Ｍｏ絲標(biāo)將向那個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？為什么？（河北工大１１）４．自擴(kuò)散與互擴(kuò)散（太０９）第二 擴(kuò)散的原子理考點(diǎn)!擴(kuò)散的原子理論（微觀機(jī) 上研途進(jìn)組織找大牛上研途進(jìn)組織找大牛考點(diǎn)(影響擴(kuò)散系數(shù)7的因素（微觀機(jī) 擴(kuò)散過(guò)程引起的物質(zhì)流量除了與濃度梯度（和化 梯度）有關(guān)外，另一個(gè)重要的因素就是擴(kuò)散系數(shù)。舉例解釋為什么滲碳鋼滲碳時(shí)滲碳溫度一般要選擇在９００℃左右。（太請(qǐng)簡(jiǎn)述在固態(tài)條件下，晶體缺陷、固溶體類型對(duì)溶質(zhì)原子擴(kuò)散的影響。（西工大１０）根據(jù)擴(kuò)散系數(shù)表達(dá)式，分析影響擴(kuò)散的主要因素。（太０８）請(qǐng)簡(jiǎn)述影響擴(kuò)散的主要因素有哪些。（深大碳原子和鐵原子在相同溫度的γ－Ｆｅ中進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)，為何碳原子的擴(kuò)散系數(shù)大于鐵原子的擴(kuò)散系數(shù)？（沈工大１０）置換固溶體中，溶質(zhì)原子的擴(kuò)散是通 實(shí)現(xiàn)Ａ．原子換位機(jī) Ｂ．間隙擴(kuò)散機(jī) Ｃ．空位機(jī) Ｄ．傳導(dǎo)機(jī)制（河北工大第三 反應(yīng)擴(kuò)考點(diǎn)!反應(yīng)擴(kuò)散在擴(kuò)散中由于成分的變化，通過(guò)擴(kuò)散伴隨著新相的形成（或稱有相變發(fā)生）的擴(kuò)散過(guò)程，也稱為“相變擴(kuò)散”１．在一定的溫度下擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行中，不形成兩相混合區(qū)。２．在單相區(qū)，擴(kuò)散過(guò)程進(jìn)行，需存在濃度梯度。３．在一定的溫度下，隨著時(shí)間的增加，發(fā)生反應(yīng)擴(kuò)散時(shí)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)的濃度不發(fā)生變化，而是新相的深度不斷增加。４．單獨(dú)依靠擴(kuò)散從固體中析出另一新相新相的層深和時(shí)間的關(guān)系為：δ∝槡ｔ而生長(zhǎng)速度則為：ｖ∝δ＝１ 槡舉例為何二元系反應(yīng)擴(kuò)散后的擴(kuò)散層組織中不存在兩相混合區(qū)（沈工大向純Ｆｅ中滲Ｎ時(shí)，在滲Ｎ層中可否出現(xiàn)兩相混合區(qū)？為什么？（沈工大１１）反應(yīng)擴(kuò)散（沈工大０９，１１，１２）上坡擴(kuò)散（沈工大０７，０８，１０，１１）相變擴(kuò)散（沈工大０８）第四 離子晶體中的擴(kuò)散（概念性了解在離子晶體中，擴(kuò)散離子只能進(jìn)人具有同樣電荷位置離子擴(kuò)散只能依靠空位來(lái)進(jìn)行，為了保持局部電荷平衡，需要同時(shí)形成不荷的兩種缺陷。肖脫基（Ｓｃｈｏｔｔｋｙ）型離子空位對(duì)克間隙離子－空位對(duì)。肖脫基型離子空位對(duì) 克間隙離子－空位對(duì)離子鍵的結(jié)合能遠(yuǎn)大于金屬鍵為了保證電中性，必須產(chǎn)生成對(duì)的缺陷擴(kuò)散離子只能進(jìn)人具有同樣電荷的位陽(yáng)離子的擴(kuò)散系數(shù)通常比陰離子大（在ＮａＣｌ中，氯離子的擴(kuò)散激活能約是鈉離子的２倍舉例離子化合物中，陽(yáng)離子比陰離子擴(kuò)散能力強(qiáng)的原因在于：（深大１２）Ａ．陽(yáng)離子的半徑較小，Ｂ．陽(yáng)離子更易形成電荷缺Ｃ．陽(yáng)離子的原子價(jià)與陰離子不本章小結(jié)（基本概念１．?dāng)U散，擴(kuò)散通量，２．菲克第一、二定３．固態(tài)金屬擴(kuò)散的機(jī)制（間隙、空位）、４．影響擴(kuò)散系數(shù)的主要因素及其原理５．?dāng)U散的驅(qū)動(dòng)力６．?dāng)U散激活上研途進(jìn)組織找大牛上研途進(jìn)組織找大?？荚圏c(diǎn)（ｗｗｗ考試點(diǎn)（ｗｗｗｋａｏｓｈｉｄｉａｎｃｏｍ）名師精品課：４００－６８８５－上研途進(jìn)組織找大牛７．上坡擴(kuò)散８．反應(yīng)擴(kuò)９．離子晶體擴(kuò)散的特１０．柯肯達(dá)爾效應(yīng)及其空位擴(kuò)散機(jī)制對(duì)其的解本章小結(jié)（本章重點(diǎn)及難 １．柯肯達(dá)爾效２．半無(wú)限桿擴(kuò)散方程（滲碳時(shí)間、滲層厚度等求解本章小結(jié)（本章主要公 第八 三元相本章內(nèi)容分第一 三元相圖基三元相圖表示：成分三角形三元相圖的制作重心法則、杠桿法第二節(jié) 三元相圖分析四相平衡反應(yīng)類型勻晶、共（恒溫截面圖，垂直截面圖（相含量、組織含量計(jì)算第一 三元相圖基基本概念相律ｆ＝Ｃ－Ｐ＋１（２） ０，Ｃ－組元數(shù)，Ｐ－相數(shù)ｆ＝３－Ｐ＋１ ０；Ｐ４二元相圖１