材料科学基础填空题

1、材料科学基础的研究内容是：结构与性能的关系。

2、材料根据组成通常可分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料。

根据材料特性和用途常又可分为：结构材料和功能材料。

3、立方晶体所包含的对称元素有哪些：PC L L L 9643234。

4、根据晶体中高次轴的存在及数目将晶体划分为高级晶族、中级晶族、低级晶族3个晶族，据旋转轴和旋转反伸轴的轴次和数目把晶体分成立方(等轴)晶系、三方晶系、四方晶系、六方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系7个晶系。

5、请写出在立方晶系中{111}晶面族所包含的等价晶面：(111)、(111)、(111)、(111)。

6、固溶体据外来组元位置不同可分为置换固溶体和间隙固溶体两种固溶体，据外来组元固溶度可分为连续型固溶体和有限型固溶体两种固溶体。

7、在置换固溶体中要形成连续固溶体的充分必要条件是：Δr ＜15%及溶质与溶剂晶体结构相同。

8、非晶态固体的结构具有近程有序和远程无序特点。

9、在玻璃Na 2O·Al 2O 3·2SiO 2中，网络形成体：SiO 2，网络中间体：Al2O3，网络变性体：Na2O。

网络变性体增加，桥氧下降，玻璃粘度下降。

10、二十面体点群对称性为：6L i510 L i315 L i215P。

11、高分子材料相对分子质量愈大，机械强度愈大，粘度增大，加工成型愈困难；链段长度越大，柔顺性就愈差；高聚物结晶晶胞的特点是：一条分子链可以穿过几个晶胞。

12、高聚物的结晶度越高，密度增大，熔点提高，硬度提高，拉伸强度提高，伸长率随之降低。

13、晶体中缺陷有点缺陷、线缺陷和面缺陷这三种类型。

14、点缺陷是热力学的稳定缺陷，而位错是热力学的不稳定缺陷。

（稳定、不稳定、无法判断）15、常通过淬火法、辐照法和塑性变形这三种方法产生过饱和点缺陷。

16、两个平行刃型位错相互作用时，若只允许滑移，柏氏矢量同号的将垂直于滑移面排列，异号的将束缚于45°线上。

柯垂耳气团会阻碍位错运动，需要外力作更多的功，这就是固溶强化效应。

位错塞积会产生应力集中，这是晶体受外力作用产生裂缝的重要机制。

17、位错交割后，每个位错线上都会产生一小段曲折位错，柏氏矢量与携带它们的位错相同，大小取决于与之相交的另一位错的柏式矢量。

当小段位错不在所属位错滑移面上时则形成割阶，反之形成扭折。

18、结晶相变是各种相变中最常见的相变，通过对结晶相变的研究可揭示相变进行时所必须的条件、相变规律和相变后的组织与相变条件之间的变化规律，对材料的抽取、加工成形及性能的控制均有指导作用。

19、均匀形核给体系能量带来两项变化，分别为晶核这部分体积由液态转变成晶体所释放出的能量，使体系能量降低和晶核与液相之间形成了相界面，使体系能量增加。

20、合金形核除需要与纯金属形核相同条件（过冷、足够尺寸的结构起伏和相应的能量起伏及扩散）外还需浓度起伏。

21、固溶体合金结晶时，由于在液相中的扩散系数是固相中的103倍多，这样在各温度下按（Cs）i=K0(C L)i关系生成的固相成分在随后冷却中保持不变，而相界面处液相的浓度（C L）i则取决于液相内溶质混合状况，通常情况下凝固过程中液相内溶质混合情况可分为3种类型，即均匀混合、仅靠扩散混合和靠扩散和一定的对流部分混合。

22、纯金属晶体界面前沿液体内实际温度分布为正梯度时，其生长时界面为平面状；若为负梯度时，其生长时界面为树枝状。

合金晶体生长时，若为负梯度，肯定界面是不稳定的，晶体将以树枝晶方式生长，在生产中这种情况要尽量避免和克服；正温度梯度时，若不形成成分过冷区，则界面为稳定界面，若存在成分过冷区，界面又为不稳定界面。

23、共晶体核心形成后的长大是两相合作、协调、匹配生长。

24、共晶组织按共晶两相本性与液固界面结构可分为金属-金属型、金属-非金属型和非金属-非金属型3类。

25、硅酸盐熔体最大的特性是具有高的粘度，此特性是由熔体结构特性所决定，熔体中的各种结构形成的阴离子团倾向于聚合形成各种网络，使熔体流动的摩擦力(阻力)增大，聚合度越高粘度也越大。

26、获得微晶玻璃的方法有两种，其一是借助于玻璃的晶化，将玻璃进行两阶段的晶化处理；其二是用加催化剂的玻璃粉通过烧结而制得。

27、大分子链运动单元分为链节的热运动、链段的运动和整链的运动；链运动的难易程度除与内在因素有关外，还与外界条件有关；温度低于Tg时，只有分子链内单键的微弱运动，升高到T g以上，链段运动开始启动，大分子在外力作用下发生相应的蜷曲或伸展，链的柔性增大，聚合物呈现出高弹态的橡胶态，温度继续升高到T f 或T m以上时，此时分子链的各运动单元都开动，特别是整链运动，使聚合物具有流动性。

28、粘流温度和大分子链分解温度是聚合物加工成型的下限和上限温度。

29、高弹态的橡胶态是聚合物所独有，在此区间整链运动已被冻结，只有链段运动，在这种状态下聚合物的特性是：①弹性变形量高达100%－1000%；②弹性的回复要滞后一段时间；③弹性模量只有10－100N/cm2；④变形时有热效应。

高弹态是橡胶的使用状态，玻璃态是塑料的使用状态。

30、聚合物是由非晶结构、折叠链片晶和伸直链晶体3种结构单元以不同配比组成。

31、聚合物内结晶区的特点是①不具有正常晶体的规则形状；②它们的尺寸小得多；③含有多得多的缺陷；④一个分子链可以贯穿许多晶区和非晶区，致使体系内晶区与非晶区之间无明显分界，在物理性质上结晶聚合物的特点是有较高的熔点、较大的密度和刚性模量、不易溶解和溶胀、不渗透小分子等特性。

32、Avrami方程中指数n与形核机理和生长方式有关，若某聚合物结晶时为异相形核，生成的为球晶，则其Avrami方程指数n为3。

33、多晶的晶体材料中的界面可分为两类，一类是同相晶界，包括晶粒界、孪晶界、畴界和堆垛层错等；另一类是异相晶界，如同素异构体间的界面等，简称相界。

34、表面偶电层的形成使晶体表面极易吸附其他物质，表面吸附可分为物理吸附和化学吸附两种，前者是反应分子靠范德华力吸附在固体表面上，后者是吸附剂和吸附物发生化学反应，以化学键的形式结合在一起。

35、设形成一个表面原子所需要拆开的键数为Z0，则Z0越大的表面，越具有较高的比表面能，最密排表面具有最低的表面能。

44、晶界的性质取决于它的结构，而晶界的结构在很大程度上取决于与毗邻的两个晶粒的相对取向和晶界相对于其中一个晶体的相对位向，所以要描述界面的位向，需要与5个自由度。

45、重合位置点阵模型（CSL）中的4个基本参数是：绕其旋转的轴[hkl]、绕该轴的旋转角Θ、在重合位置网上的一个重合位置在(hkl)面上的坐标和∑。

46、晶界迁移速度取决于晶界两侧的化学位差和跨越晶界的原子的的迁移率。

晶界运动的驱动力主要有变形储藏能和晶界曲率两种。

47、界面凹侧的化学位总是较高，使原子移向凸侧，使晶界移向凹侧，也就是说，曲率诱致晶界移动总是使晶界向着晶界的曲率中心移动，这种晶界移动的结果使小晶粒变得更小，而大晶粒变得更大。

48、据2sin 1sin 3sin 312312∂==γαγαγ的平衡条件，单相多晶体平衡时，在与晶棱垂直的面上的晶界应交成3叉结点，线与线间夹角接近120°，为实现此要求晶粒的边线不同，晶界的曲率不同，其规律是大晶粒的边数多，小晶粒的边数少，曲率中心在小晶粒一侧，由晶界曲率驱动晶界移动规律可知，界面将向小晶粒一侧移动，最后大晶粒把小晶粒吞并。

49、固态相变按相变过程中原子迁移情况可将固态相变分为扩散性相变和非扩散性相变。

50、绝大多数固态相变是通过形核-长大方式进行的，晶核的形成可分为均匀形核和非均匀形核。

均匀形核的驱动力是新相与母相间的自由焓之差，阻力是界面能和应变能。

51、过饱和固溶体脱溶沉淀过程中，沉淀方式有连续沉淀和不连续沉淀两种。

52、调幅分解中调幅结构波长λ一般约 100nm 范围内，过冷度越大，λ越小，由于调幅结构的弥散度非常大，且不发生位错堆积，一般均有较好的强韧性。

53、在连续冷却条件下，冷却速度越快，则过冷度越大，片间距越小。

54、据渗碳体的形状，钢中珠光体可分为片状珠光体和粒状珠光体两种。

55、透射电镜观察表明，板条状马氏体亚结构为位错，片状马氏体ε`薄片状马氏体为层位错。

56、马氏体转变的晶体学唯象理论，其着眼点不在于解释原子如何移动导致转变，而只是据转变起始和最终的晶体状态，预测马氏体转变的晶体学参量，其基本假设是在宏观尺度上生成相和母相间的界面是无畸变的。

57、形状记忆合金形状记忆效应实质是指将完全或部分马氏体转变的工件形变后加热到A f点以上时，将恢复到原来母相状态下所给予的形状，被记忆的是母相的形状，形状恢复的原因是由于形变所引起的组织上的变化因逆转而消除。

58、钢中典型上贝氏体由成簇分布的平行条状铁素体和条间的断续条状渗碳体所组成，呈羽毛特征。

典型下贝氏体是针状或片状贝氏体铁素体内分布呈一定角度排列的ε-碳化物，亚结构也是位错，但位错密度比上贝氏体铁素体高，未发现孪晶亚结构。

59、贝氏体转变是在中温区发生，转变依赖于碳原子的扩散，上贝氏体的长大速度受碳在奥氏体中扩散控制，而下贝氏体受碳在铁素体中扩散控制。

60、贝氏体形成温度愈低，贝氏体条愈细小，强度愈高，上贝氏体形成温度较下贝氏体高，所以上贝氏体中碳化物颗粒较粗，且不均匀地分布在贝氏体铁素体条间，所以上贝氏体的强度比下贝氏体的强度低，韧性比下贝氏体低。

61、钢铁热处理的基础是：在不同的冷却条件下，成分一定的过冷奥氏体可以转变为力学性能不同的组织。

62、事实说明，碳素钢或合金钢的CCT曲线都处于TTT曲线的右下方，表明过冷奥氏体连续冷却时，转变温度下降，孕育期延长。