材料科学基础-晶界与界面
材料科学基础名词解释
1、晶体：原子按一定方式在三维空间内周期性地规则重复排列，有固定熔点，各向异性.之迟辟智美创作2、中间相：两组元A和B组成合金时，除形成以A为基或以B为基的固溶体外，还可能形成晶体结构与A、B两组员均不相同的新相.由于它们在二元相图上的位置总是位于中间，故通常把这些相称为中间相.3、亚稳相：亚稳相指的是热力学上不能稳定存在，但在快速冷却或加热过程中，由于热力学能垒或动力学的因素造成其未能转酿成稳定相而暂时稳定存在的一种相.4、配位数：晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数.5、再结晶：冷变形后的金属加热到一定温度之后，在原变形组织中重新发生了无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变动并恢复到变形前的状态，这个过程称为再结晶（指呈现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程）.6、伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成份的合金也能获得全部的共晶组织，这种由非共晶成份的合金获得的共晶组织称为共晶组织.7、交滑移：当某一螺型位错在原滑移面上滑移受阻时，有可能从原滑移面转移到与之相交的另一滑移面上去继续滑移，这一过程称为交滑移.8、过时效：铝合金经固溶处置后，在加热保温过程中将先后析出GP料的硬度强度将下降，这种现象称为过时效.9、形变强化：金属经冷塑性变形后，其强度硬度上升，塑性和韧性下降，这种现象称为形变强化.10、固溶强化：由于合金元素（杂质）的加入，招致的以金属为基体的强度获得加强的现象.11、弥散强化：许多资料由两相或多相构成，如果其中一相为细小的颗粒并弥散分布在资料内，这种资料的强度往往会增加，称为弥散强化.12、不全位错：柏氏矢量不即是点阵矢量整数倍的位错称为不全位错.13、扩展位错：通常指一个全位错分解为两个不全位错，中间夹杂着一个堆垛层错的整个位错形态.14、螺型位错：位错附近的原子按螺旋形排列的位错称为螺型位错.15、包晶转变：包晶转变就是以结晶的固相与剩余液相反应形成另一固相的恒温转变.16、共晶转变：由一个液相转酿成两个分歧固相的转变.17、共析转变：由一种固相转酿成其他两个分歧固相的转变.18、上坡扩散：溶质原子从低浓度向高浓度处扩散的过程称为上坡扩散，标明扩散的驱动力是化学位梯度，而非浓度梯度.19、间隙扩散：这是原子扩散的一种机制，对间隙原子来说，由于其原子尺寸小，处于晶格间隙中，在扩散时，间隙原子从一个间隙位置跳到相邻的另一个位置，形成原子的移动.20、成份过冷:界面前沿液体中的实际温度，低于由溶质分布所决定的凝固温度时发生的过冷.21、一级相变：凡新旧两相化学位相等，化学位的一次偏导不相等的相变.22、二级相变：从相变热力学上讲，相变前后两相的自由能（焓）相等，自由能（焓）的一阶偏导数相等，但二阶偏导数不等的相变称为二级相变，如磁性转变，有序-无序转变，常导-超导转变.23、共格相界：如果两相界面上的所有原子均成-对应的完全匹配关系，即界面上的原子处于两相晶格的节点上，为相邻两晶体所共有，这种相界面称为共格界面.24、调幅分解：过饱和固溶体在一定温度下分解成结构相同，成份分歧的两个相的过程.25、回火脆性：淬火钢在回火过程中，一般情况下随回火的温宿的提高，其塑性、韧性提高，但在特定的回火温度范围内，反而形成韧性下降的现象称为回火脆性.对钢铁资料存在第一类和第二类回火脆性.他们的温度范围，影响因素和特征分歧.26、再结晶退火：所谓再结晶退火工艺，一般是指将冷变形后的金属加热到再结晶温度以上，保温一段时间后，缓慢冷却到室温的过程.27、回火索氏体：淬火钢在在加热到400-600ºC温度回火后形成的回火组织，其由等轴状的铁素体和细小的颗粒状（蠕虫状）渗碳体构成.28、有序固溶体：当一种组元溶解在另一组元中时，各组元原子分别占据各自的布拉维点阵的一种固溶体，形成一种各组元原子有序排列的固溶体，溶质在晶格完全有序排列.29、非均匀形核：新相优先在母相中存在的异质处形核，即依附于液相中的杂质或外来概况形核.30、马氏体相变：钢中加热至奥氏体后快速淬火所形成的高硬度的针片状组织的相变过程.31、贝氏体相变：钢在珠光体转变温度以下，马氏体转变温度以上范围内（550ºC-230ºC）的转变称为贝氏体相变. 32、铝合金的时效：经淬火后的铝合金强度、硬度随时间延长而发生显著提高的现象称之为时效，也称为铝合金的时效.33、热弹性马氏体：马氏体相变造成弹性应变，而当外加弹性变形后可以使马氏体相变发生逆转变，这种马氏体称为热弹性马氏体.或马氏体相变由弹性变形来协调.这种马氏体称为热弹性马氏体.34、柯肯达尔效应：反映了置换原子的扩散机制，两个纯组元构成扩散偶，界面将向扩散速率快的组元一侧移动.35、热弹性马氏体相变：当马氏体相变形状的变动是通过弹性变形来协调时，称为热弹性马氏体相变.36、非晶体：原子没有长程的周期排列，无固定的熔点，各向异性等.37、致密度：晶体结构中原子体积占总体积的百分数.38、多滑移：当外力在几个滑移系上的分切应力相等并同时到达了临界分切应力时发生同时滑移的现象.39、过冷度：相变过程中冷却到相变温度以下某个温度后发生转变，平衡相变温度与该实际转变温度只差称为过冷度.40、间隙相：当非金属（X）和金属（M）原子半径的比值. 41、全位错：把柏氏矢量即是点阵矢量或其整数倍的位错称为全位错.42、滑移系：晶体中的一个滑移面及该面上一个滑移方向的组合称为一个滑移系.43、离异共晶：共晶体中的α相依附于初生α相生长，将共晶体中另一相β相推到最后凝固的晶界处，从而使共晶体两组成相相间的组织特点消失，这种两相分离的共晶体称为离异共晶.44、均匀形核：新相晶核是在母相中均匀生长的，即晶核由液相中的一些原子团直接形成，不受杂质粒子或外概况的影响.45、刃型位错：晶体中的某一晶面，在其上半部有过剩的半排原子面，好像一把刀刃拔出晶体中，使这一晶面上下两部份晶体之间发生了原子错排，称为刃型位错.46、细晶强化：晶粒越细小，晶界总长度愈长，对位错滑移的阻碍愈年夜，资料的屈服强度愈高，晶粒细化招致晶界增加，位错的滑移受阻，因此提高了资料的强度.47、双交滑移：如果交滑移后的位错再转回和原滑移面平行的滑移面上继续运动，则称为双交滑移.48、单位位错：把柏氏矢量即是单位点阵矢量的位错称为单位位错.49、反应扩散：陪陪伴化学反应而形成新相的扩散称为反应扩散.50、晶界偏聚：由于晶内与晶界上的畸变能分歧或由于空位的存在使得溶质原子或杂质原子在晶界上富集的现象.51、柯氏气团:通常把溶质原子与位错交互作用后，在位错周围偏聚的现象称为气团，是由柯垂尔首先提出，又称柯氏气团.52、形变织构：多晶体形变过程中呈现的晶体学取向择优的现象叫做形变织构.53、点阵畸变：在局部范围内，原子偏离其正常的点阵平衡位置，造成点阵畸变.54、稳态扩散：在稳态扩散过程中，扩散组元的浓度只随距离变动，而不随时间变动.55、包析反应：两个固相反应获得一个固相的过程为包析反应.56、非共格晶界：当两相在相界处的原子排列相差很年夜.同年夜角度晶界相似，可看成由原子不规则排列的很薄的过渡层构成.57、置换固溶体：当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时，溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部份溶剂原子这种固溶体称为置换固溶体.58、间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称为间隙固溶体.59、二次再结晶：再结晶结束后正常长年夜被抑制而发生的少数晶粒异常长年夜的现象.60、伪共析转变：非平衡转变过程中，处在共析成份点附近的亚共析，、过共析合金，转变终了组织全部呈共析组织形态.61、肖脱基空位：在个体晶体中，当某一原子具有足够年夜的振动能而使振幅增年夜到一定水平时就可能克服周围原子对它的制约作用，跳离其原来位置，迁移到晶体概况或内概况的正常节点位置上而使晶体内部留下空位，称为肖脱基空位.62、弗兰克尔空位：离开平衡位置的原子挤入点阵中的间隙位置，而在晶体中同时形成相等数目的空位和间隙原子. 63、非稳态扩散：扩散组元的浓度不单随距离x变动，也随时间变动的扩散称为非稳态扩散.64、时效：过饱和固溶体后续在室温或高于室温的溶质原子脱溶过程.65、回复：指新的无畸变晶粒呈现之前所发生的亚结构和性能变动的阶段.66、相律：相律给出了平衡状态下体系中存在的相数与组元.67、合金：两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质.68、孪晶：孪晶是指两个晶体（或一个晶体的两部份）沿一个公共晶面构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为孪晶，此公共晶面就称为孪晶面.69、相图：描述各相存在条件或共存关系的图解，也可称为平衡时热力学参量的几何轨迹.70、孪生：晶体受力后，以孪晶的方式进行的切变过程称叫孪生.71、晶界：晶界是成份结构相同的同种晶粒间的界面.72、晶胞：在点阵中取出一个具有代表性的基本单位（最小平行六面体）作为点阵的组成单位，称为晶胞.73、位错：是晶体内的一种线缺陷，其特点是沿一条线方向原子有规律地发生错排，这种缺陷用一个线方向和柏氏矢量共同描述.74、偏析：合金中化学成份的不均匀性.75、金属键：自由电子与原子核间之间静电作用发生的键合力.76、固溶体：以某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入其他组元原子（溶质原子）所形成的均匀混合的固溶体，它坚持溶剂的晶体结构类型.77、亚晶粒：一个晶粒中若干个位向稍有差此外晶粒称为亚晶粒.78、亚晶界：相邻亚晶粒间的界面称为亚晶界.79、晶界能：无论是小角度晶界或年夜角度晶界，这里的原子或多或少地偏离了平衡位置，所以相对晶体内部，晶界处于较高的能量状态，高出的那部份能量称为晶界能，或称晶界自由能.80、概况能：概况原子处于不均匀的力场之中，所以其能量年夜年夜升高，高出的能量称为概况自由能（或概况能）.81、界面能：界面上的原子处在断键状态，具有逾额能量.平均在界面单位面积上的逾额能量叫界面能.82、淬透性：淬透性是指合金淬成马氏体的能力，主要与临界冷速有关，年夜小用淬透层深度暗示.83、淬硬性：淬硬性是指钢在淬火后所能到达的最高硬度，主要与钢的含碳量有关.84、惯习面:固态相变时，新相往往在母相的一定晶面上开始形成，这个晶面称为惯习面.85、索氏体：中温段珠光体转变产物，由片状铁素体渗碳体组成，片层间距较小，片层较薄.86、珠光体：铁碳合金共析转变得产物，是共析铁素体和共析渗碳体层片状混合物.87、莱氏体：铁碳相图共晶转变的产物，是共晶奥氏体和共晶渗碳体的机械混合物.88、柏氏矢量：描述位错特征的一个重要矢量，它集中反映了位错区域内畸变总量的年夜小和方向，也是位错扫过后晶体相对滑动的量.89、空间点阵：指几何点在三维空间做周期性的规则排列所形成的三维阵列，是人为的对晶体结构的笼统.90、范德华键：又瞬间偶极矩和诱导偶极矩发生的分子间引力所构成的物理键.91、位错滑移：在一定应力作用下，位错线沿滑移面移动的位错运动.92、异质形核：晶核在液态金属中依靠外来物质概况或在温度不均匀处择优形成.93、结构起伏：液态结构的原子排列为长程无序，短程有序，而且短程有序原子团不是固定不变的，它是此消彼长，瞬息万变，尺寸不稳定的结构，这种现象称为结构起伏.94、重心法则：处于三相平衡的合金，其成份点必位于共轭三角形的重心位置.95、应变时效：第一次拉伸后，再立即进行第二次拉伸，拉伸曲线上不呈现屈服阶段.但第一次拉伸后的低碳钢试样在室温下放置一段时间后，再进行第二次拉伸，则拉伸曲线上又会呈现屈服阶段.不外，再次屈服的强度要高于初度屈服的强度.这个实验现象就称为应变时效.96、枝晶偏析：固溶体在非平衡冷却条件下，匀晶转变后新得的固溶体晶粒内部的成份是不均匀的，先结晶的内核含较多的高熔点的组元原子，后结晶的外缘含较多的低熔点组元原子，而通常固溶体晶体以树枝晶方式长年夜，这样，枝干含高熔点组元多，枝间含低熔点组元较多，造成同一晶粒内部成份不均匀的现象.97、临界变形度：给定温度下金属发生再结晶所需的最小预先冷变形量.98、电子化合物：电子化合物是指由主要电子浓度决定其晶体结构的一类化合物，又称休姆-罗赛里相，凡具有相同的电子浓度，则相的晶体结构类型相同.99、同质异构体：化学组成相同，由于热力学条件分歧而形成份歧的晶体结构.100、再结晶温度：形变金属在一按时间（一般1h）内刚好完成再结晶的最高温度.101、布拉菲点阵：除考虑晶胞外形外，还考虑阵点位置所构成的点阵.102、配位多面体：原子或离子周围与它直接相邻结合的原子或离子的中心连线所构成的多面体，称为原子或离子的配位多面体.103、施密特因子与外力F F的夹角. 104、拓扑密堆相：由两种年夜小分歧的金属原子所构成的一类中间相，其中年夜小原子通过适当的配合构成空间利用率和配位数都很高的复杂结构，由于这类结构具有拓扑特征，故称这些相为拓扑密堆相.105、间隙化合物：当非金属（X）和金属（M）原子半径的隙化合物.106、年夜角度晶界：多晶资料中各晶粒之间的晶界称为年夜角度晶界，即相邻晶粒的年夜角度晶界的位相差年夜于10度的晶界.107、小角度晶界：相邻亚晶粒之间的位向差小于10度，这种亚晶粒间的晶界称为小角度晶界，一般小于2度，可分为倾斜晶界、扭转晶界、重合晶界等.108、临界分切应力：滑移系开动所需的最小分切应力；它是一个定值，与资料自己性质有关，与外力取向无关.。
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第7章 界 面一、选择题1．形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的（）。
A．1/3B．2/3C．3/4【答案】B2．液固相变时，非均匀成核位垒与接触角θ有关，当（）时，非均匀成核位垒比均匀成核位垒降低一半。
A．θ＝0°B．θ＝45°C．θ＝90°D．θ＝180°【答案】C【解析】液固相变时，非均匀形核的形核功与均匀形核很相似，两者只差一个形状因子S（θ）,ΔG非＝S（θ）ΔG均，式中4cos3cos-2)S(3θθθ+=。
所以要得到S（θ）＝0.5，则θ＝90°。
二、填空题在固-液界面的润湿中，改善润湿的方法有______、______和______。
【答案】降低固液界面能；提高固体的表面能；改变固体的表面粗糙度。
三、判断题1．由扩散考虑，与大角度晶界迁移率相比，小角度晶界的迁移率较低。
（）【答案】√2．两侧晶粒位相差小于20的称为大角度晶界。
（）【答案】×【解析】多晶材料中各晶粒之间的晶界通常为大角度晶界，即相邻晶粒的位向差大于10的晶界。
3．在固液界面的润湿中，增加固体表面的粗糙度就一定有利于润湿。
（）【答案】×【解析】影响润湿的因素：（1）界面张力；（2）固体表面粗糙程度：当θ＜90°时，粗糙度愈大，表观接触角愈小，就容易润湿；当θ＞90°时，则粗糙度愈大，越不利于润湿。
θ为平衡接触角；（3）固体表面吸附膜。
四、名词解释1．晶界答：晶界是属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面。
它是一种内界面。
2．晶界与界面能答：晶界是成分结构相同的同种晶粒间的界面。
界面上的原子处在断键状态，具有超额能量。
平均在界面单位面积上的超额能量叫界面能。
五、简答题1．简要说明晶界迁移的驱动力和影响晶界迁移的主要因素。
答：（1）晶界迁移驱动力为：变形储藏能和晶界曲率造成的晶界两侧的化学势差。
（2）影响晶界迁移率的主要因素：①溶质原子；②第二相颗粒；③温度；④晶界两侧晶粒位向。
晶体界面的基础知识
闪锌矿结构
在晶胞顶角和面心处的原子与体内原子分别属于不同的元素。 许多重要的半导体化合物都是闪锌矿结构。典型晶体：ZnS、 CdS、GaAs、-SiC
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晶向、晶面
晶体具有方向性，沿晶格的不同方向晶体性质不同。 布拉伐格子的格点可以看成分列在一系列相互平行的直线系 ， 这些直线系称为晶列 。
第一章 晶体界面的基础知识
江苏大学 材料科学与工程学院
1
参考教材：
1. 固体材料界面基础，颜莹编著，东北大学出版社，2008年； 2.材料界面结构与特性，叶恒强编著，科学出版社，1999年； 3.材料科学基础，张联盟, 黄学辉, 宁晓岚编，武汉理工大学出
版，2008年； 4.固体物理学，黄昆原著，韩汝琦改编，高等教育出版社，
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一、重位点阵理论
晶体界面一般定义为，两侧晶体同相，在晶体结构和晶格 常数都相等的两个晶体间产生的界面。选择特殊的方位关系 后，因为其晶格常数相等，它成为按一定原子排列周期性重 复的界面。
作为讲述晶体晶界的形式，提出了理论和模型的人在历史 上数不胜数，但重位点阵理论的构成是高水平的。提倡用假 设两侧晶体晶格延长线上相互重合的排他律为人们提供周期 规律晶界的许多信息，这是我们想让大家体会到的事实。
例如，假设两个晶体有旋转关系，在考虑三元小回转角的 时候，可推断从1L的原点近似的三个独立晶格的矢量容易原封 不动地与2L对应，但旋转角变大时，用该假设计算的 O 点阵变 小，不能反映实际发生的对应关系。
从前面的结论显示可知，必须取1L基本矢量对应于2L矢 量，其变换关系要取最接近的矢量。作为例子讨论[110]旋转轴 的两个体心立方晶格的(110)面上的晶格，计算用二元进行。
排列方式： ABABAB (六方密堆积)
材料科学基础最全名词解释
固相烧结：固态粉末在适当的温度，压力，气氛和时间条件下，通过物质与气孔之间的传质，变为坚硬、致密烧结体的过程。
液相烧结：有液相参加的烧结过程。
金属键:自由电子与原子核之间静电作用产生的键合力。
离子键：金属原子自己最外层的价电子给予非金属原子，使自己成为带正电的正离子，而非金属得到价电子后使自己成为带负电的负离子，这样正负离子靠它们之间的静电引力结合在一起。
共价键：由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。
氢键：由氢原子同时与两个电负性相差很大而原子半径较小的原子（O，F，N等）相结合而产生的具有比一般次价键大的键力。
弗兰克缺陷：间隙空位对缺陷肖脱基缺陷：正负离子空位对的奥氏体：γ铁内固溶有碳和(或)其他元素的、晶体结构为面心立方的固溶体。
布拉菲点阵:除考虑晶胞外形外，还考虑阵点位置所构成的点阵。
不全位错：柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错称为不全位错。
玻璃化转变温度：过冷液体随着温度的继续下降，过冷液体的黏度迅速增大，原子间的相互运动变得更加困难，所以当温度降至某一临界温度以下时，即固化成玻璃。
这个临界温度称为玻璃化温度Tg。
表面能:表面原子处于不均匀的力场之中，所以其能量大大升高，高出的能量称为表面自由能（或表面能）。
半共格相界：若两相邻晶体在相界面处的晶面间距相差较大，则在相界面上不可能做到完全的一一对应，于是在界面上将产生一些位错，以降低界面的弹性应变能，这时界面上两相原子部分地保持匹配，这样的界面称为半共格界面或部分共格界面。
柏氏矢量:描述位错特征的一个重要矢量，它集中反映了位错区域内畸变总量的大小和方向，也使位错扫过后晶体相对滑动的量。
柏氏矢量物理意义：①从位错的存在使得晶体中局部区域产生点阵畸变来说：一个反映位错性质以及由位错引起的晶格畸变大小的物理量。
②从位错运动引起晶体宏观变形来说：表示该位错运动后能够在晶体中引起的相对位移。
部分位错：柏氏矢量小于点阵矢量的位错包晶转变：在二元相图中，包晶转变就是已结晶的固相与剩余液相反应形成另一固相的恒温转变。
材料科学基础名词解释中英
《材料科学基础》名词解释AOrowan mechanism （奥罗万机制）位错绕过第二相粒子，形成包围第二相粒子的位错环的机制。
Austenite(奥氏体)碳在γ-Fe中形成的间隙固溶体称为奥氏体。
B布拉菲点阵除考虑晶胞外形外，还考虑阵点位置所构成的点阵。
Half-coherent interface（半共格相界）两相邻晶体在相界面处的晶面间距相差较大，则在相界面上不可能做到完全一一对应，于是在界面上将产生一些位错，以降低界面弹性应变能。
这时两相原子部分保持匹配，这样的界面称为半共格界面。
Sheet texture（板织构）轧板时形成的组织的择优取向。
Peritectic reaction（包晶反应）固相和液相生成另一成分的固溶体的反应Peritectic segregation（包晶偏析）新生成的固相的芯部保留残余的原有固相，新相本身成分也不均匀。
Peritectic phase diagram（包晶相图）具有包晶反应的相图Peritectoid reaction（包析反应）由两个固相反应得到一个固相的过程为包析反应。
Cellular structure（胞状结构）成分过冷区很小时，固相突出部分局限在很小区域内，不生成侧向枝晶。
Intrinstic diffusion coefficient（本征扩散系数）依赖热缺陷进行的扩散的扩散系数。
Transformed ledeburite（变态莱氏体）渗碳体和奥氏体组成的莱氏体冷却至727℃时奥氏体发生共析反应转变为珠光体，此时称变态莱氏体。
Deformation twins（变形孪晶）晶体通过孪生方式发生塑性变形时产生的孪晶（BCC，HCP）Chill zone（表层细晶区）和低温铸模模壁接触，强烈过冷形成的细小的方向杂乱的等轴晶粒细晶区。
Burger’s vector（柏氏矢量）表征位错引起的晶格点阵畸变大小和方向的物理量。
Asymmetric tilt boundary（不对称倾斜晶界）晶界两侧晶粒不对称的小角度晶界，界面含两套垂直的刃型位错。
材料科学基础---名词解释
第一部分名词解释第二章晶体学基础1、晶体结构：反映晶体中全部基元之间关联特征的整体。
晶体结构有4种结构要素，质点、行列、面网、晶胞。
晶体：原子按一定方式在三维空间内周期性地规则重复排列，有固定熔点、|各向异性。
非晶体:原子没有长程的周期排列，无固定的熔点，各向同性等。
空间点阵：指几何点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列，是人为的对晶体结构的抽象。
晶胞：在点阵中取出一个具有代表性的基本单元（最小平行六面体）作为点，阵的组成单元，称为晶胞。
空间格子：为便于描述空间点阵的图形，可用许多平行的直线将所有阵点连接起来，于是就构成一个三维几何构架，称为空间格子。
2、晶带定律：晶带轴[uvw]与该晶带的晶面（hkl）之间存在以下关系：hu+kv+lw=0。
凡满足此关系的晶面都属于以[uvw]为晶带轴的晶带，故…该关系式也称为晶带定律。
布拉格定律：布拉格定律用公式表示为：2dsinx=nλ(d为平行原子平行平面的间距，λ为入射波长，x为入射光与晶面的夹角)。
晶面间距：两相邻平行晶面间的平行距离。
晶带轴：所有平行或相交于某一晶向直线的的晶面构成一个晶带，该直线称·为晶带轴，属此晶带的晶面称为共带面。
3、合金：两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。
固溶体：是以某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入其他组元原子（溶剂原子）所形成的均匀混合的固态溶体，它保持溶剂的晶体结构类型。
>固溶强化：由于合金元素（杂质）的加入，导致的以金属为基体的合金的强度得到加强的现象。
中间相：两组元A 和B 组成合金时，除了形成以A 为基或以B 为基的固溶体外，还可能形成晶体结构与A，B 两组元均不相同的新相。
由于它们在二元相图上的位置总是位于中间，故通常把这些相称为中间相。
&置换固溶体：当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时，溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子，这种固溶体就称为置换固溶体。
材料科学基础 名词解释
1、化学键：组成物质整体的质点（原子、分子或离子）间的相互作用力叫做化学键。
共价键：有些同类原子，例如周期表IV A、V A、VIA族中大多数元素或电负性相差不大的原子相互接近时，原子之间不产生电子的转移，此时借共用电子对所产生的力结合，形成共价键。
离子键：当两种电负性相差大的原子相互靠近时，其中电负性小的原子失去电子，成为正离子，电负性大的原子获得电子成为负离子，两种离子靠静电引力结合在一起形成离子键。
范德瓦尔键（分子键）：分子的一部分往往带正电荷，而另一部分往往带负电荷，一个分子的正电荷部位和另一分子的负电荷部位间，以微弱静电力相吸引，使之结合在一起，称为范德瓦尔键，也叫分子键。
金属键：由金属正离子和自由电子之间互相作用而结合称为金属键。
2、晶体：物质的质点（分子、原子或离子）在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质叫晶体。
单晶体：由一个晶粒组成的晶体。
准晶：原子在晶体内部是长程有序的具有准周期性的具有五次对称轴的介于晶体与非晶体之间的一类晶体，叫做准晶。
玻璃体：液体冷却时，尚未转变为晶体就凝固了，它实质是一种过冷的液体结构，称为玻璃体。
非晶态金属（金属玻璃）：在特殊的冷却条件下金属可能不经过结晶过程而凝固成保留液体短程有序结构的非晶态金属。
非晶态金属又称作金属玻璃。
微晶合金：晶粒尺寸达微米（μm）的超细晶粒合金材料，称为微晶合金。
纳晶合金：晶粒尺寸达纳米（nm）的超细晶粒合金材料，称为纳晶合金。
3、空间点阵（点阵）：代表原子（分子或离子）中心的点的空间排列，称为空间点阵，简称点阵。
阵点：代表原子（分子或离子）中心的点。
晶格：将阵点用一系列平行直线连接起来，构成一空间格架叫晶格。
晶胞：点阵中能保持点阵特征的最基本单元叫晶胞。
晶体结构：是指晶体中实际质点（原子、分子或离子）的具体排列情况，它们能组成各种类型，因此实际存在的晶体结构是无限多的。
4、晶向：晶体中某些原子在空间排列的方向叫晶向。
材料科学基础108个重要知识点
材料科学基础108个重要知识点1.晶体--原子按一定方式在三维空间内周期性地规则重复排列，有固定熔点、各向异性。
2.中间相--两组元A 和B 组成合金时，除了形成以A 为基或以B 为基的固溶体外，还可能形成晶体结构与A，B 两组元均不相同的新相。
由于它们在二元相图上的位置总是位于中间，故通常把这些相称为中间相。
3.亚稳相--亚稳相指的是热力学上不能稳定存在，但在快速冷却成加热过程中，由于热力学能垒或动力学的因素造成其未能转变为稳定相而暂时稳定存在的一种相。
4.配位数--晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。
5.再结晶--冷变形后的金属加热到一定温度之后，在原变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的状态，这个过程称为再结晶。
（指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程）6.伪共晶--非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得到全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金得到的共晶组织称为伪共晶。
7.交滑移--当某一螺型位错在原滑移面上运动受阻时，有可能从原滑移面转移到与之相交的另一滑移面上去继续滑移，这一过程称为交滑移。
8.过时效--铝合金经固溶处理后，在加热保温过程中将先后析出GP 区，θ”，θ’，和θ。
在开始保温阶段，随保温时间延长，硬度强度上升，当保温时间过长，将析出θ’，这时材料的硬度强度将下降，这种现象称为过时效。
9.形变强化--金属经冷塑性变形后，其强度和硬度上升，塑性和韧性下降，这种现象称为形变强化。
10.固溶强化--由于合金元素（杂质）的加入，导致的以金属为基体的合金的强度得到加强的现象。
11.弥散强化--许多材料由两相或多相构成，如果其中一相为细小的颗粒并弥散分布在材料内，则这种材料的强度往往会增加，称为弥散强化。
12.不全位错--柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错称为不全位错。
13.扩展位错--通常指一个全位错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的整个位错形态。
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C. 二面角的用途 （a）杂质在金属压力加工中影响 Cu中Bi有 热脆是因为Bi低熔点液相薄膜分布 （b）粉末冶金烧结时润湿性：选Co与WC （c）对焊料影响：焊接时用助焊剂使焊料润 湿被焊金属表面
7.晶界偏聚平衡偏聚及非平衡偏聚 A. 平衡偏聚 平衡条件下由于溶质与溶剂原子尺寸相差很 大，溶质原子在晶内、晶界的畸变能差很大， 造成溶质原子在晶界富集 ，如Cu-1Sn%合 金，：Sn的偏析，Sn的原子半径比Cu大9%， 发生严重点阵畸变
扭转晶界：两晶体绕轴旋转后相差θ后螺型位 错。 网络组成扭转晶界示意图如下：
扭转晶界 位错模型
4.亚晶界
每个晶粒中直径10~100μm的晶块（亚晶粒） 之的界面 溶质原子优先聚集和第二相优生析出的地方 可阻碍位错运动，影响材料力学性能
金属晶粒内的重结构示意图 Fe-4Si合金中的亚晶界
8.晶界的其它特性
a. 晶界熔点低，易过烧 b. 晶界是易扩散通道 c. 晶界易形核 d. 晶界易受腐蚀 e. 晶界常温下强化，高温下弱化
9.孪晶界：共格、非共格孪晶
A.共格孪晶界：界面上原子正好在两侧晶粒点 阵位置上多通过形变后退火而形成，与堆垛 层错密切相关，如fcc(111)面通常是ABCAB CABC……，从某一层开始堆垛变成ABC ACBACBA…… 则形成孪晶，CAC为堆垛层 错界面. B. 非共格孪晶界：由许多位错构成
F. 晶界偏聚意义 对强韧性、晶间腐蚀、应力腐蚀、蠕变断裂强度、 钢回火脆性，钢淬透性有重要影响： a. 纯铁中氧含量增至0.057%，由于氧在晶界偏聚降 低晶界结合力，脆性转变温度提高至300℃以上， Ni-Cr合金钢经250~350℃回火后脆性增大，是因为 P（磷）在奥氏体化时在晶界偏聚。 b. Ni3Al金属间化合物加入0.1%B后，B在晶界偏聚 提高Ni3Al室温塑性 c. 中、低碳钢中加入0.0005~0.003%B可提高淬透 性，即是硼（B）偏聚在晶界降低奥氏体晶界能，抑 制奥氏体分解时的先共析铁素体形成
3.小角度晶界
对称倾侧晶界 、不对称 倾侧晶界、 扭转晶界
对称倾侧晶界
由相隔一定距离刃型位置垂直排列组成 位错间距离D：与柏氏矢量及位向差关系, 已知晶体点阵常数，想法测出位错蚀坑距 离，可计算位向差：
D
b 2 sin
2
b
不对称倾侧晶界：两组不同方向的刃错 组，两晶体各转θ/2后形成晶界，晶界 与x轴成ψ角
D.非平衡偏聚 由于空位的存在，促使溶质原子向晶界迁移 的偏聚，辐射或加热时产生大量空位在冷却 时向晶界迁移并消失，同时拖着溶质原子运 动，溶质原子富集在晶界。
E.非平衡偏聚特点： a. 偏聚范围大，在晶界上形成一定宽度偏聚 带，达几微米，偏聚带两侧有溶质原子贫化 区。 b. 非平衡偏聚在适当冷却速度下发生 c. 一定冷速下，淬火温度升高，由于空位增 多，偏聚及贫化宽度增加
当Sn处于晶界时畸变能明显降低
畸变能的变化
B. 平衡偏聚公式 Cg=Co exp（dEs/RT） Cg：晶界上溶质原子浓度，Co晶内溶质原子浓度， dEs晶界、晶内能量差 C. 平衡偏聚特点 a. 由公式可见一定溶质浓度在一定温度下对应一定 偏聚量 b. 温度升高时，偏聚量迅速下降，至一定温度后， 偏聚消失 c. 溶质原子分布悬殊，偏聚时晶界浓度可比晶内高 10~1000倍 d. 平衡偏聚层只1~2个或几个原子间距宽，与晶界 层厚相当
6.少量第二相形状
A. 第二相基体晶粒内与基体完全不共格或完全 共格，呈球状，与基体只有一个共有晶面， 为减少界面能，第二相呈园盘状或片状
B.界面上第二相形状： 平衡时界面能的关系：γα-α=2γα-βcosθ/2 界面能γα-α/γα-β 比值的大小决定第二相β形貌 θ=180°，β呈球状 θ=0°，β呈连续薄膜 0<θ<180°，可形成不同形状第二相
5.晶界能
晶界上非正常结点位置原子引发晶格畸变， 使能量升高 小角度晶界能EB：可由位错模型 计算 EB=E0θ（A-lnθ），E0=Gb/4π（1-γ）， –A=EC4π（1-γ）/Gb2 EC为位错中心能量, 金属晶界能与晶粒位向差θ的关系 实线测量值、虚线计算值 小于15~200 两者 符合很好。 EB在小角时与位向敏感，大角度时为常数 三个晶界平衡时有 ： E1/sinφ1=E2/sinφ2=E3/sinφ3
晶界与界面
1.分类
大角晶界：相邻晶体位向差θ>100 小角度晶界：位向差θ为2~100（位错模型 解释） 亚晶界：位向差θ<20
2.大角度构，重合位置点阵模型 重合位置点阵F7-4：相邻晶粒点阵延伸互相穿插， 两晶粒位向转动一特定角度后，两晶粒的阵点有部 分处于重合位置，由重合的阵点构成重合位置点阵。 大角晶界模型：晶界力求与重合点阵密排面重合， 即使有偏离，晶界会台阶化，使大部分面积分段与 密排面重合，中间以小台阶相连，如图AB、CD与 重合点阵密排面重合，中间BC小台阶相连。