材料科学基础-2011复习串讲3
材料科学基础复习资料
材料科学基础复习资料材料科学基础是各个工程领域的基本学科，是各个领域的基础。
材料科学基础涵盖了材料的结构、物理与化学性质、制备工艺等方面内容，是材料科学领域学习过程中必须掌握的知识。
因此，为帮助有需要的人顺利复习材料科学基础知识，本文整理了一些相关的复习资料。
一、材料基础知识1. 基本的物理性质：包括化学成分、密度、电导率、热导率等基本参数，通常在每种材料的材料数据表中都可查到。
2. 结构相关：晶体结构：晶体结构指材料中原子、离子、分子排布的类型和规律，常用的晶体结构有：立方晶系、四方晶系、六方晶系、等轴晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系等。
非晶态：非晶态作为一种新兴的材料类型，其分子呈无序排列，在某些情况下可能拥有更好的性能。
3. 材料特性：热膨胀系数：在温度变化时，材料线膨胀的速度大小，通常用公式ΔL/L0 = αΔT 表示，其中α为热膨胀系数。
韧性：材料在受到剪切力或拉伸力时的弹性变形程度，是一种考量材料性能的指标，通常可以通过材料变形曲线进行查看。
4. 金属与合金相关：金属材料通常具有良好的导电、导热等特性，同时在高温、高压等环境下具有较强的稳定性。
合金则通常是由多个金属或者非金属元素组成的混合物，其性质与材料组分、配比等有关。
二、材料治理、工艺及应用1. 材料的处理：常用材料的处理包括固化、焊接、框架处理、表面处理以及高压工艺等，其中固化的过程包括了煅烧、烧结等过程。
2. 材料配方：通常材料的配方根据材料的成分、目的等进行确定，其中分子键长、键能以及分子排列等指标都可能用来确定最终配方。
3. 材料的加工工序：通常材料加工工序包括切削、钣金、打压成形等过程，每个工序都会影响材料的性质和特性。
三、材料的主要分类1. 材料的物理分类：主要涉及到材料的形态、密度以及各种物理性质，通常有固体、液体、气体以及等离子体等分类方式。
2. 材料的化学分类：不同的元素应用于不同的方案分类，这种分类通常依据材料的化学成分。
材料科学基础总复习3
材料科学基础总复习3判断题：1、合金相可分为固溶体和中间相两大类。
2、体心立方结构不是密堆结构。
3、高分子链的远程结构是指高分子的大小与形状。
4、液-固界面微观结构中，所谓“光滑界面”具有微观不平整宏观平整的特点，故又称之为“非小平面界面”。
5、晶胞中四面体间隙由于均由6个原子所构成，故任何晶系中四面体间隙的半径均相同，而仅仅是其间隙中心位置不同。
6、均匀形核的临界晶核半径与过冷度的平方成反比，所以大幅度降低结晶温度将能有效提高形核率。
7、位错可以终止于晶体内部。
8、液态金属只要过冷到其熔点以下就会发生结晶。
9、所谓临界晶核，就是体系自由能的减少完全抵偿表面自由能的增加时的晶胚大小。
10、非均匀形核总是比均匀形核容易，因为非均匀形核一般是以外加固体杂质作为现成晶核，不需要形核功。
11、在液态金属中，凡是涌现出小于临界晶核半径的晶胚都不能成核，但是只要有足够的能量起伏提供形核功，还是可以成核的。
12、若在过冷液体中，外加10000颗形核剂，则结晶后可以形成10000颗晶粒。
选择题：1、凝固的热力学条件为：（）（A）形核率(B)系统自由能增加（C）能量守衡（D）过冷度2、固溶体的特点是：（）（A）具有较高的强度，同时具有较高的硬度（B）具有较高的强度，同时具有较高的塑性（C）具有较高的强度、硬度，同时具有较高的塑性（D）以上都不对。
3、金属的电阻率随温度的升高而（）。
（A）降低（B）不变（C）升高（D）不确定4、组元之间形成无限固溶体的必要条件是：a、原子半径相近，b、电子浓度极限相近，c、晶体结构类型相同。
5、根据原子在相界面上排列的特点，可以把相界面分为：（）（A）共格界面（B）半共格界面（C）大晶角界面（D）非共格界面6、渗碳体属于：a、电子化合物，b、间隙固溶体，c、间隙化合物。
7、晶面指数越大，则晶面间距：a、越大，b、越小，c、无变化。
8、柏氏回路的方向可用加以确定：a、直角右手法则，b、右手螺旋法则，c、左手螺旋法则。
《材料科学基础》复习
第一章材料的结构与键合1、金属键、离子键、共价键、范德华力、氢键、分子键的特点，利用结合键解释材料的一些性能特点。
如用金属键的特征解释金属材料的性能—良好的延展性；良好的导电、导热性；具有金属光泽。
2、原子间的结合键对材料性能的影响。
3、比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料在结合键上的差别。
本章知识点：1、金属键、离子键、共价键、分子键、氢键的特点。
第二章 固体结构1、晶体与非晶体的区别（特别是在原子排列上的区别）。
2、空间点阵、晶格、晶胞及选取晶胞的的原则、七大晶系及各自的特点，14种布拉菲点阵、晶格常数、晶胞原子数。
3、晶面指数、晶面族、晶向指数、晶向族、晶带和晶带定理、晶面间距、配位数、致密度、八面体间隙、四面体间隙。
各向同性与各向异性、同素异构转变（重结晶、多晶型性转变） 。
（1）指数相同的晶向和晶面必然垂直。
（2）当一晶向[uvw]位于或平行某一晶面（hkl ）时，则必然满足晶带定理：h·w+k·v+l·w =0 4、三种典型晶体结构（1）能绘出三维的体心立方、面心立方和密排六方晶胞。
根据原子半径计算出金属的体心和面心立方晶胞的晶胞常数。
（2）三种典型晶体结构的特征[包括：晶胞形状、晶格常数、晶胞原子数、原子半径、配位数、致密度、各类间隙尺寸与个数，最密排面（滑移面）和最密排方向（滑移方向）等]。
（3）能标注和会求上述三种晶胞的晶向和晶面指数。
晶向和晶面指数的一些规律。
求晶面间距d （hkl ）、晶面夹角。
5、晶面间距：d （hkl ） 的求法：（1）立方晶系：222)(l k h ad hkl ++=（2）正交晶系：222)(1⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=c l b k a hd hkl（3）六方晶系：2222)()(341⎪⎭⎫⎝⎛+++=c l a k hk hd hkl （4）四方晶系：2222)()/(/)(1c l a k hd hkl ++=以上公式仅适用于简单晶胞，复杂晶胞要考虑其晶面层数的增加。
2011级《材料科学基础》复习提纲
材料科学基础复习提纲第一章晶体结构概念：简单三斜点阵、简单单斜点阵、底心单斜点阵、简单正交点阵、底心正交点阵、体心正交点阵、面心正交点阵、六方点阵、菱方点阵、简单正方点阵、体心正方点阵空间点阵、晶体结构、晶胞、多晶型性（同素异构性）、晶带、晶带轴、晶带定律、配位数、致密度、原子面密度、八面体间隙、四面体间隙、晶向族、晶面族晶体的对称要素、宏观对称要素、微观对成称要素置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体、有限固溶体、无序固溶体、有序固溶体、正常价化合物、电子浓度化合物、间隙相、间隙化合物简答及论述：简述晶体结构与空间点阵的区别。
画出面心立方晶体中（111）面上的[112]晶向.已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），则求出其所属的晶带轴。
已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
已知三个晶面(h1k1l1)、(h2k2 l2)和(h3k3l3)，问此三个晶面是否在同一个晶带？已知三个晶轴[u1v1w1]、[u2v2w2]和[u3v3w3]，问此三个晶轴是否在同一个晶面上？判断(110)、(132)和(311)晶面是否属于同一晶带。
计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
分别画出面心立方、体心立方、密排六方晶胞，并分别计算面心立方、体心立方、密排六方晶体的致密度；分别计算面心立方晶体{111}晶面和体心立方晶体{110}晶面原子面密度。
试证明理想密排六方结构的轴比c/a=1.633。
Ni的晶体结构为面心立方结构，其原子半径为r=0.1243nm，试求Ni的晶格常数和致密度。
Mo的晶体结构为体心立方结构，其晶格常数a=0.31468nm，试求Mo的原子半径r。
比较固溶体与金属间化合物在成分、结构和性能等方面的区别。
简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
简述影响置换固溶体溶解度的因素。
1.晶体结构2，原子尺寸因素，大量实验表明，在其他条件相近的情况下，原子半径差小于15％时，有利于形成溶解度较大的固溶体，而当半径差≥15％时，△r越大则溶解度越小。
(完整word版)材料科学基础 第三章
第三章 金属与陶瓷的结构一、学习目的材料的结构问题需分层次认识，第一层次是原子核外电子的排布即电子组态和电子构型；第二层次是原子与原子之间的排列位置与相互作用即晶体结构；第三层次是晶相、玻璃相的分布、大小、形状等即显微结构。
固态物质按照原子间（或分子）的聚集状态可以分为晶体和非晶体，在金属与陶瓷中，这两种状态都存在，并且以晶体为主。
在掌握了原子结构与化学键基础上，学习晶体结构基础知识，掌握固体中原子与原子之间的排列关系，对认识和理解材料性能至关重要。
二、本章主要内容在结晶性固体中，材料的许多性能依赖于内部原子的排列，因此，必须掌握晶体特征和描述方法。
本章从微观层次出发，介绍了金属、陶瓷材料的结构特点，介绍了结晶学的基础知识。
主要内容包括：1、 晶体和晶胞晶体：是原子、离子或分子按照一定的空间结构排列所组成的固体，其质点在空间的分布具有周期性和对称性。
晶胞：是从晶体结构中取出的能够反映晶体周期性和对程性的重复单元。
2、 金属的晶体结构金属原子之间靠金属键结合形成的晶体为金属晶体。
金属晶体的三种类型和特征为：面心立方晶体：晶胞中八个角上各有一个原子，六个面中心各有一个原子，角上的原子为临近8个晶胞所共有，每个面中心原子为2个晶胞所共有。
晶胞的原子数为4。
晶胞长度a （晶胞参数a=b=c ）与原子半径R 之间的关系为：2a =晶胞中原子堆积系数（晶胞中原子体积与晶胞体积的比值）APF=0.74. 体心立方晶体：晶胞中八个角上各有一个原子，晶胞的中心有一个原子，角上的原子为临近8个晶胞所共有，所以，体心立方晶胞中的原子数为2。
晶胞长度a （晶胞参数a=b=c ）与原子半径R 之间的关系为：a =晶胞中原子堆积系数APF=0.68.密排六方晶体：由两个简单六方晶胞穿插而成。
形状为八面体，上下两个面为六角形，六个侧面为长方形。
密排六方的晶胞参数有两个，a 为正六边形的边长，c 为上下底面的间距（晶胞高度）。
材料科学基础复习
材料科学基础复习第一章材料科学与工程1. 金属是电的良好导体，强度高和较致密，可以形成复杂的形状，当经受高速冲击力时有抵抗脆性断裂的能力。
这些性能使金属在导电和结构应用上成为最重要的材料类别之一。
金属在强度和韧性（断裂抗力）两方面具有优异的综合性能。
2. 普通的陶瓷包括：沙.砖块和泥灰.窗玻璃和石墨3. 陶瓷通常由金属和非金属原子组成。
很多陶瓷是晶体，不是晶体的常见例子是窗玻璃（主要由SiO2 组成）。
陶瓷中中非金属元素通常是氧。
陶瓷倾向于以脆性形式断裂，而不是以弯曲来缓解外力。
陶瓷的优点：高温稳定性，抗化学腐蚀性，不吸收外来物质。
陶瓷中的离子键和共价键很强。
4. 聚合物大部分是共价键合，但链之间以比较弱的二次键互相键合，因此强度较低。
聚合物一般不能应用于高温条件，因为在中等温度下倾向于软化。
价格低廉，密度低，易于加工成复杂形状。
5. 复合材料是由两种或多种材料结合在一起而产生一种新的材料，这种材料的性能用传统方法是不能得到的。
例如：胶合板，混凝土和钢束轮胎。
6. 主要的半导体材料是共价键结合的元素硅和锗以及一系列共价键化合物，半导体是陶瓷的一小类。
第二章原子尺度的结构1. 阿累尼乌斯过程（热激活过程）遵循的公式：反应速率=Cexp（-Q/RT）C为常数，R为气体常数，T为热力学温度，Q为过程的激活能R总是具有相同的值，而C和激活能Q却随反应变化而变化2. 一次键通常比二次键强一个数量级以上一次键的 3 个主要类型：离子键，共价键，金属键二次键的 2 个类型：氢键（最强的二次键），范德瓦尔键3. 离子键：包含正电性和负电性两种元素的化合物最通常的键类型4. 配位数：每个原子周围最邻近的数目5. 确定半径比值与所得配位数的关系的限定条件：（1）正离子与负离子相接触（2）给定正离子周围的负离子数目在几何上尽可能高（3）同性的例子不能相互重叠表：每个配位数的临界（r/R ）比值（P34）6. 离子材料的配位数（CN有几何构型决定，共价键材料的配位数由每个原子的价电层中的电子数决定，金属固体中原子的配位数主要是由几何条件决定7. 二次键与一次键的根本区别：二次键既不涉及电子的转移，也不涉及电子的公用8. 交联：通过未饱和双键而形成的一次键9．橡胶老化的原因：硫化橡胶的交联程度并不大，仍然存在大量的未饱和键，因此当大气中的硫或氧侵蚀使用中的硫化橡胶时就会变脆和开裂第三章晶体结构1. 晶体：以基本的积木块按一定间隔重复、规则排列方式结晶的材料2. 短程有序（SRO:在一个中心原子周围最近邻原子的局部排列长程有序（LRO :材料在比键长大得多的距离呈现有序3. 点阵:点的无限延伸的排列，其中每一点被相同类型的临点所包围4. 基元:处在一个点阵的物质群5. 线密度:沿一个方向单位长度上相同点真的数目面密度: 所关心的面的单位面积上的原子数。
材料科学基础复习资料
1..晶界偏聚：由于晶内与晶界上的畸变能差别或由于空位的存在使得溶质原子或杂质原子在晶界上的富集现象2.科垂尔气团：溶质原子在刃型位错周围的聚集的现象，这种气团可以阻碍位错运动，产生固溶强化效应等结果3.反应扩散：伴随有化学反应而形成新相的扩散称为反应扩散，如从金属表面向内部渗入金属时，渗入元素浓度超过溶解度出现新相4.变形织构：经过塑性变形后原来多晶体中位向不同的晶粒变成取向基本一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构为织构，若织构是在塑性变形中产生的，称为变形织构5.割阶和扭折：位错运动过程中与其它位错交截后形成一定的位错交截折线，若交截后的位错折线在原来位错的滑移面上，此位错折线称为扭折，若交截后的位错折线垂直于原来位错的滑移面，此位错折线称为割阶6.冷加工与热加工：通常根据金属材料的再结晶温度来加以区分，在再结晶温度以上的加工称为热加工，低于再结晶温度又是室温下的加工称为冷加工7.面角位错：在位错反应中，fcc晶体中不同滑移面上的全位错分解为不全位错后，领先不全位错反应生成新的不可动位错，导致出现的三个不全位错之间夹杂两个层错的不可动位错组态；8.变形织构：多晶体中位向不同的晶粒经过塑性变形后晶粒取向变成大体一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构称为变形织构，织构在变形中产生，称为变形织构；9.再结晶织构是具有变形织构的金属经过再结晶退火后出现的织构，位向于原变形织构可能相同或不同，但常与原织构有一定位向关系。
10.再结晶全图：表示冷变形程度、退火温度与再结晶后晶粒大小的关系（保温时间一定）的图。
11.带状组织：多相合金中的各个相在热加工中可能沿着变形方向形成的交替排列称为带状组织；12.加工流线：金属内部的少量夹杂物在热加工中顺着金属流动的方向伸长和分布，形成一道一道的细线；13.动态再结晶：低层错能金属由于开展位错宽，位错难于运动而通过动态回复软化，金属在热加工中由温度和外力联合作用发生的再结晶称为动态再结晶。
材料科学基础复习大纲.讲课稿
材料科学基础复习大纲.讲课稿材料科学基础复习大纲第二章晶体结构2.1 结晶学基础1、概念:晶体晶胞晶胞参数七大晶系晶面指数晶面族晶向指数晶向族2、晶面指数和晶向指数的计算2.2 结合力与结合能按照结合力性质不同分为物理键和化学键化学键包括离子键共价键金属键物理键包括范德华键氢键晶体中离子键共价键比例估算(公式2.16离子晶体晶格能2.3 堆积(记忆常识1、最紧密堆积原理及其使用范围:原理略适用范围:典型的离子晶体和金属晶体原因:该原理是建立在质点在电子云分布呈球形对称以及无方向性的基础上的2、两种最紧密堆积方式:面心立方最紧密堆积ABCABC 密排六方最紧密堆积ABABAB系统中:每个球周围有6个八面体空隙 8个四面体空隙N个等径球体做最紧密堆积时系统有2N个四面体空隙N个八面体空隙八面体空隙体积大于四面体空隙3、空间利用率:晶胞中原子体积与晶胞体积的比值(要学会计算两种最紧密堆积方式的空间利用率为74.05﹪(等径球堆积时4、影响晶体结构的因素内因:质点相对大小(决定性因素配位数(概念及计算极化(概念,极化对晶体结构产生的影响外因(了解:同质多晶类质多晶同质多晶转变2.4 单质晶体结构(了解2.5 无机化合物结构(重点每年必考分析结构从以下几个方面入手:晶胞分子数,何种离子做何种堆积,何种离子添隙,添隙百分比,正负离子配位数,正负离子电价是否饱和,配位多面体,添隙半径的计算(刚好相切时,隙结构与性质的关系。
1、NaCl型:4个NaCl分子Cl离子做面心立方密堆积,Na离子填充八面体空隙,填充率100﹪,正负离子配位数均为6,电价饱和。
【NaCl6】或【ClNa6】八面体结构与性能:此结构在三维方向上键力均匀,因此无明显解理,破碎后呈颗粒状,粒为多面体形状。
离子键结合,因此有较高的熔点和硬度2、立方ZnS结构:4个ZnS分子S离子做面心立方密堆积,Zn离子填充四面体空隙填充率50﹪,离子配位数均为4,电价饱和,【ZnS4】四面体会画投影图(图2.26注意:一定要画虚线,一定要标高,一定要有图例(白球黑球代表什么离子3、萤石(CaF2结构:(唯一正离子做堆积的结构4个CaF2分子Ca 离子做面心立方密堆积,F离子填充四面体空隙,填充率100﹪。
2011级《材料科学基础》复习提纲
材料科学基础复习提纲第一章晶体结构概念：简单三斜点阵、简单单斜点阵、底心单斜点阵、简单正交点阵、底心正交点阵、体心正交点阵、面心正交点阵、六方点阵、菱方点阵、简单正方点阵、体心正方点阵空间点阵、晶体结构、晶胞、多晶型性（同素异构性）、晶带、晶带轴、晶带定律、配位数、致密度、原子面密度、八面体间隙、四面体间隙、晶向族、晶面族晶体的对称要素、宏观对称要素、微观对成称要素置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体、有限固溶体、无序固溶体、有序固溶体、正常价化合物、电子浓度化合物、间隙相、间隙化合物简答及论述：简述晶体结构与空间点阵的区别。
画出面心立方晶体中（111）面上的[112]晶向.已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），则求出其所属的晶带轴。
已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
已知三个晶面(h1k1l1)、(h2k2 l2)和(h3k3l3)，问此三个晶面是否在同一个晶带？已知三个晶轴[u1v1w1]、[u2v2w2]和[u3v3w3]，问此三个晶轴是否在同一个晶面上？判断(110)、(132)和(311)晶面是否属于同一晶带。
计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
分别画出面心立方、体心立方、密排六方晶胞，并分别计算面心立方、体心立方、密排六方晶体的致密度；分别计算面心立方晶体{111}晶面和体心立方晶体{110}晶面原子面密度。
试证明理想密排六方结构的轴比c/a=1.633。
Ni的晶体结构为面心立方结构，其原子半径为r=0.1243nm，试求Ni的晶格常数和致密度。
Mo的晶体结构为体心立方结构，其晶格常数a=0.31468nm，试求Mo的原子半径r。
比较固溶体与金属间化合物在成分、结构和性能等方面的区别。
简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
简述影响置换固溶体溶解度的因素。
1.晶体结构2，原子尺寸因素，大量实验表明，在其他条件相近的情况下，原子半径差小于15％时，有利于形成溶解度较大的固溶体，而当半径差≥15％时，△r越大则溶解度越小。
材料科学基础作业-2011(1) (1)
8、已知在（1－11）面上，a [－1－10]/2→a[－2－1 1]/6+a[－1－2－1]/6，在(111)面上，
a [1－10]/2→a[2－1－1]/6+a[1－2 1]/6，即领先位错a[－2－1 1]/6、a[2－1－1]/6在滑移面交线处合成为一个新的位错，计算生成位错的l、b，并讨论新生成位错的可动性？
解：刃位错的位错线在滑移面上且垂直与柏氏矢量，故
位错线矢量[uvw][111]=0；且[uvw][10T]=0,
故位错线矢量[uvw]=[1-21]]
螺位错的位错线//伯氏矢量，故位错线矢量[uvw]=[10T]
2、如图所示为一个简单立方晶体，滑移系统是{100}<001>。今在（011）面上有一空位片ABCDA，又从晶体上部插入半原子片EFGH，它和（010）面平行，请分析：
d{001}= a/2，d｛011｝= a , d｛111｝= a/
5、求金刚石的致密度？
解：根据金刚石的晶体结构可知：
，d=2r
6、已知Mg是hcp结构，且轴比c/a=1.624，体密度ρv=1.74g/cm^2，问a、c、原子半径r和Mg的致密度各多少？
解：
7、分别计算CsCl、NaCl、ZnS的理论密度和致密度。
(1)、画出这2个F-R源增殖时的逐步过程，二者发生交互作用时，会发生什么情况？
(2)、若2位错是异号位错时，情况又会怎样？
7、证明面心立方结构中，如果a[100]位错是纯螺位错，下式的反应是可行的：a [110]/2+
a[1－10 ]/2→a[100]。如果是纯刃位错则是不可行的。若a[110]/2位错滑移运动，上式反应
被MgO层隔离开的Ni和Ta扩散偶
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真应变 e
e s
b
正 弹 性 模 量 E
流变曲线
材料的塑性变形
单晶体的塑性变形 滑移
滑 移 线 滑 移 带 滑 移 系
多晶体的塑性变形
合金的塑性变形
单 相 固 溶 体 固 溶 强 化 多 相 合 金
孪生
孪 晶 面 滑 移 面 孪 生 方 向
超结构
匀晶 共晶（析） 成分过冷 杠杆定律 平衡结晶 非平衡结晶
相图 三元合金 ②
应 用
包晶（析） 熔晶 偏晶 合晶
①
二元相图应用
合金相 平衡组织
铁素体 奥氏体 渗碳体 Fe3C 珠光体 P
莱氏体 Ld、L· d 工业纯铁 亚共析钢 共析钢
一次渗碳体 共晶渗碳体 二次渗碳体 共析渗碳体
三次渗碳体
四、简答题（35分）(6题)3+6+6+6+8+6
五、综合题（15分）
重要概念
晶体缺陷、位错、柏氏矢量、晶带定律
上坡扩散、化学位梯度、柯肯达尔效应
(非)均匀形核、临界形核功、柱状晶、树枝晶
(伪)共晶组织、 (包晶)偏析、
相、组织、有(无)序固溶体、滑移(系、带)、临界分切应力、 二次再结晶、带状组织、纤维组织 加工硬化、固溶强化、析出强化、吕德斯带
Fe－Fe3C 平衡相图
铁碳合金
过共析钢 亚共晶白口铸铁
共晶白口铸铁
过共晶白口铸铁
铁 碳 合 金 平 衡 相 图
Fe-Fe3C 平衡组织 相图
直线法则
重心定律
成分三角形
水平截面 垂直截面 投影图
共轭曲线 匀晶 等温线 两相平衡
三 元 合 金
相图
共晶 包晶 包共晶
三相平衡 四相平衡
三元共晶 投影图
小角度晶界 大角度晶界 共格孪晶界 非共格孪晶界 共格相界 半共格相界 非共格相界
刃型位错 螺型位错
位错
位错线
柏氏矢量
位错运动
柏氏回路
割阶 扭折
完全位错
柏氏矢量特性
不全位错 堆垛层错
滑移
Байду номын сангаас
攀移
交割
位错反应 汤普森四面体
凝固（结晶）
气态
物质
液态
液态结构
结构条件（r*=4Tm/Lm T，结构起伏）
位 错 增 殖 多晶体变形特性 Hall-Patch公式 s＝0+Kd-1/2
滑 移 方 向
多 滑 移
交 滑 移
第 二 相 强 化
临界分切应力K
滑 移
相同点
晶体位向 位移量
孪 生
1 切变；2 沿一定的晶面、晶向进行；3 不改变结构。 不改变（对抛光面观察无 重现性）
滑移方向上原子间距的整 数倍，较大。 很大，总变形量大。 有一定的临界分切压力 一般先发生滑移 全位错运动的结果
负温度梯度
合金相
单元
间隙固溶体
固溶体 相结构
化合物
置换固溶体 正常价化合物
电子化合物
间隙化合物
二元合金
超结构
匀晶 共晶（析） 成分过冷 杠杆定律 平衡结晶 非平衡结晶
相图 三元合金
包晶（析） 熔晶 偏晶 合晶
合金相
单元
间隙固溶体
固溶体 相结构
化合物
置换固溶体 正常价化合物
电子化合物
间隙化合物
二元合金
凝固/结晶
晶体 非晶体
热力学条件（T>0）
驱动力
能量条件（ G*=A*/3，能量起伏）
固态
均匀形核
临界形核功 临界形核半径
宏观结构 粗糙界面
光滑界面
形核
非均匀形核 液/固界面
结晶
微观结构 垂直长大
长大
长大方式
二维晶核 螺位错长大 正温度梯度 枝晶 一次晶轴 二次晶轴 三次晶轴 平面状
长大形态
金属键 离子键 共价键 范德瓦尔力 氢键
准晶体
理想晶体
非晶体
晶体学
实际晶体
晶体缺陷
点缺陷 线缺陷 面缺陷
晶体学基础
晶系 三斜 结构 简单
单斜
正交 六方 菱方
底心
体心 面心
晶体结构
7个晶系 4种结构
14个布拉菲点阵
空间点阵
点阵参数
a,b,c,,,
晶格
晶胞
四方
立方
简单三斜、简单六方、简单菱方 简单单斜、底心单斜 简单正交、底心正交、体心正交、面向正交 简单四方、体心四方 简单立方、体心立方、面向立方、
材料科学基础
复习总结
潘保武
2011年12月
气态
气化 液化
物质
升 华 熔化
液态
凝固
凝 华
固态
气态
气化 液化
物质
升 华 熔化
液态
凝固
凝 华
②
固态
①
固态物质 由分子原子、基本粒子构成 晶体
金属键 离子键 共价键 范德瓦尔力 氢键
准晶体
理想晶体
非晶体
晶体学
实际晶体
晶体缺陷
点缺陷 线缺陷 面缺陷
固态物质 由分子原子、基本粒子构成 晶体
铁碳合金相图
1.画出某合金从高温缓冷到室温的冷 却转变曲线及室温组织示意图；
2.计算0.77%C、 2.11%C、 4.30%C 组织组成物的相对量。
图8.19
四相平衡(1) 投影图中的四相平衡 根据12根单变量判断； 根据液相单变量判断.
共晶转变
包共晶转变
包晶转变
四相平衡(2) 变温截面中的四相平衡 四相平衡区：上下都有三相区邻接。 判断转变类型
条件：邻接三相区达4时；
类型：共晶、包共晶、包晶。
材料的变形
工程应力-应变曲线 应力 弹 性 极 限 屈 服 极 限 抗 拉 强 度 应变 延 断 伸 面 率 收 缩 率 真应力-真应变曲线 真应力 S 弹性变形 虎 克 定 律
晶面、晶向
晶面
晶面指数 (hkl) 晶面族 {hkl}
晶向
晶向指数 [uvw] 晶向族 <uvw>
晶带定律 hu+kv+lw=0 晶面间距
实际晶体（一）
三种典型的金属晶体结构
实际晶体（二）
晶体(结构)缺陷 晶粒 伪等向性
点缺陷
空位 间隙原子 杂质 溶质原子
线缺陷
位错
面缺陷
表面 晶界 亚晶界 相界 孪晶界
改变，形成镜面对称关系（对 抛光面观察有重现性）
小于孪生方向上的原子间距， 较小。 有限，总变形量小。 所需临界分切应力远高于滑移 滑移困难时发生 分位错运动的结果
不 同 点
对塑变的贡献 变形应力 变形条件 变形机制
期末考试题型
一、名词解释（20分）（5题）
二、填空题（10分）
三、多项选择题（20分）（10题）