南昌大学光伏学院材料科学基础期末重点(50分)资料
《材料科学基础》部分章节试题及答案(大学期末复习资料).docx

第三章作业答案1.说明面心立方结构的潜在滑移系有12个,体心立方结构的潜在滑移系有48个。
解:面心立方晶体的滑移系是{111} < 1-10> , (111}有四个,每个{111}面上有三个〈110〉方向,所以共有12个潜在滑移系。
体心立方晶体的滑移系是(110} <- 111 > , {211} <- 111 >以及{312} < -111 >o{110}面共有6个,每个{110}面上有两个<-111 >方向,这种滑移系共有12个潜在滑移系; {211}面有12个,每个“211”面上有1个〈111〉方向,这种滑移系共有12个潜在滑移系;{312}面共有24个,每个{312}面上有1个<-111 >方向,这种滑移系共有潜在滑移系24个, 这样,体心立方晶体的潜在滑移系共有48个。
2.一个位错环能否各部分都是螺位错?能否各部分都是刃位错?为什么?解:螺位错的柏氏矢量与位错线平行,而一个位错只有一个柏氏矢量,一个位错环不可能与一个方向处处平行,所以一个位错环不能各部分都是螺位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直,如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面,则位错环处处都是刃位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面,这种位错又称棱柱位错。
3.纯铁的空位形成能为105kJ/mol.将纯铁加热到850°C后激冷至室温(20°C),假设高温下的空位能全部保留,试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
解:G,=4exp(-g)850 °C (1123K)后激穆室温可以认为全部空位保留下来Exp(31.87)4.写出距位错中心为R1范围内的位错弹性应变能。
如果弹性应变能为R1范围的一倍,则所涉及的距位错中心距离R2为多大?解:距位错中心为&范围内的位错弹性应变能为E = 竺瓦马。
4忒Ab如果弹性应变能为&范围的一倍,则所涉及的距位错中心距离R2为2 竺= 也4.K Ab A TT K Ab即R,=¥2 Ab5.简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺位错。
cai-光伏材料学期末资料

1能源:是指能够直接或经过转换而获取某种能量的自然资源。
2能源的来源:①来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)②地球本身蕴藏的能量③地球和其他天体相互作用而产生的能量3研究光伏电池的意义:每年排放的二氧化碳210万吨化石能源开采高峰2020~2030年,导致传统化石能源→不可再生、环境污染、能源枯竭,只能调整为可再生能源结构。
可再生能源:风能、地热能、水能、潮汐能、太阳能等,它们具有资源丰富、利用方便、洁净无污染等优点。
同时,太阳能利用的重要途径之一是研制太阳能电池!4太阳辐射:太阳源源不断地以电磁波的形式向四周放射能量,称为太阳辐射。
5太阳辐射参数:(1).太阳常数(在地球大气层之外,平均日地距离处,垂直于太阳光方向的单位面积上所获得太阳辐射能基本上是一个常数,这个辐照度称为太阳常数,或称此辐射为大气光学质量为零(AM0)的辐射。
)(2)大气质量m:(太阳光线的实际路程与此最短路程之比称为大气质量)6太阳光谱的定义:一束太阳光通过一个玻璃三棱镜,那么就在白色幕布上,出现红,橙、黄、绿、青、蓝、紫(对应0.76-0.4微米)等彩色光带。
物理学上把这样的彩色光带(各色光按频率或波长大小的次序排列成的光带图)叫做太阳光谱,这样的可见光谱(约400-760nm),只占太阳光谱中的微小部分。
其中能量分布最大值对应的波长是0.475微米,属于蓝光。
7光谱的分类:光谱按产生的方法可以分为发射光谱和吸收光谱两大类。
由发光体所发出的光直接生成的光谱叫发射光谱。
8太阳光谱分类:太阳光谱是一种吸收光谱。
大约50%的太阳辐射能量在可见光谱区(波长0.4~0.76μm),7 %在紫外光谱区(波长<0.4μm), 43 %在红外光谱区(波长>0.76μm)。
9太阳能的优缺点:(1)太阳能的优点:①普遍性:太阳能分布广阔,获取方便②洁净性:使用太阳能安全、不污染环境③数量大:太阳能十分巨大④长久性:太阳能取之不尽,用之不竭(2)太阳能的缺点①不稳定:随季节、时间变化,受到天气状况的影响②强度弱:实际投射到地球表面的太阳辐射功率小,要有较大的接受面积和收集转换设备③不连续:每个地方只有在白昼才能接受到太阳辐射能10太阳能储存方式:(1)电能储存(2) 显热储存(3) 潜热储存(4) 化学储热(5) 太阳池储能(6) 氢能储存(7) 机械能储存11太阳能的利用:(1)转化为电能(光一电)太阳能光伏发电太阳能热力发电(太阳能热力发电运用,比如,低沸点工质(太阳池) 水蒸汽(槽、碟、塔式) ,气体)(烟囱,Strling)(2)转化为热能(光一热)太阳能集热器,太阳能灶、太阳房、温室太阳能空调、制冷、干燥太阳能海水淡化,太阳能建筑一体化(3)转化为化学能(光-化)自然光合作用(效率低1%),人工光合作用(基因转换、催化) 能源植物(switchgrass),制氢12太阳能技术的优缺点(1)优点:能源易获取,不排放CO2,能源量大,可持续性强(2)缺点:能源分散,受自然条件限制,转化效率低,成本较高12太阳电池定义:太阳电池,又称光伏器件,是一种利用光生伏特效应把光能转变为电能的器件。
光伏材料与器件检测复习重点DOC

光伏材料与器件检测复习重点题型:填空、名词解释、简答题、综合题一、填空题1、X射线的本质是(电磁波),其波长为(0.01~10nm)。
它既具有(波动性),又具有(粒子性),X射线衍射分析是利用了它的(波动性)。
X射线的核心部件是(X射线发射器)。
2、X射线一方面具有波动性,表现为具有一定的(衍射),另一方面又具有粒子性,体现为具有一定的(质量和能量)。
3、莫塞莱定律反映了材料产生的(特征X射线波长)与其(原子序数)的关系。
4、当高速的电子束轰击金属靶会产生两类X射线,它们是(特征X射线)和(连续X射线),其中在X射线粉末衍射中采用的是(特征X射线)。
5、特征X射线是由元素原子中(内层电子跃迁)引起的,因此各元素都有特定的(特征X射线)和(激发)电压,特征谱与原子序数之间服从(莫塞莱)定律。
6、同一元素的λKα1、λKα2、λKβ的相对大小依次为(λKα1>λKα2>λKβ);能量从小到大的顺序为(λKα1<λKα2<λKβ)。
(注:用不等式标出)7、X射线通过物质时,部分X射线将改变它们前进的方向,即发生散射现象。
X射线的散射包括两种:(相干散射)和(非相干散射)。
(相干散射)是X射线衍射分析方法的技术基础。
8、布拉格公式是(2d sinθ= nλ)。
9、晶体产生X射线衍射的必要条件:(布拉格方程)。
10、X射线照射固体物质,产生的可能物理信号有:(散射、光电效应、透射X射线和热)。
基于这些信号建立的分析方法有:(X射线衍射、X射线荧光光谱、X射线激发俄歇电子能谱、X射线光电子能谱等)。
11、二次电子的产额随着样品的倾斜度的变化而变化,倾斜度越小,二次电子产额越(低)。
12、扫描电子显微镜常用的信号是(二次电子信号)和(背散射电子信号)。
13、背散射电子的产额与样品的原子序数的关系是原子序数越小,背散射电子产额越(低)。
二、名词解释1、相干散射和非相干散射(1)相干散射:X射线光子与原子内的紧束缚电子相碰撞时,光子的能量可认为不受损失,而只改变方向。
大学期末复习—材料科学基础知识点汇总 (1)

大学期末复习—材料科学基础知识点汇总材料科学基础复习1、正尖晶石,反尖晶石;萤石结构,反萤石结构;位移型转变,重建型转变;⼆⼆面体,三⼆面体;同质多晶,异质同晶。
(1)正尖晶石:在尖晶石AB2O4型结构中,如果A离子占据四面体空隙,B离子占据⼆面体空隙,则称为正尖晶石。
(A)[B2]O4。
(2)反尖晶石型结构如果半数的B离子占据四面体空隙,A离子和另外半数的B离子占据⼆面体空隙,则称为反尖晶石。
(B)[AB]O4。
(3)萤石结构:Ca2+作立方紧密堆积,F-充填于全部的四面体空隙,⼆面体空隙全部空着,因此在⼆个F-之间存在有较大的空洞,为阴离子F-的扩散提供条件。
(4)反萤石结构:晶体结构与萤石完全相同,只是阴、阳离子的位置完全互换。
如:Li2O、Na2O、K2O等。
其中Li+、Na+、K+离子占有结构中F-离子的位置,而O2-或其它离子占有Ca2+离子的位置。
叫做反同形体。
(5)位移型转变:同一系列(即纵向)之间的转变不涉及晶体结构中键的破裂和重建,仅是键长和键角的调整,转变迅速且可逆。
(6)重建型转变:不同系列(即横向)之间的转变,如α-石英和α-磷石英,α-磷石英和α-方石英之间的转变都涉及键的破裂和重建,转变速度缓慢。
(7)⼆⼆面体:⼆面体以共棱方式相连,但⼆面体中的O2-离子只被两个其它阳离子所共用,这种⼆面体称为⼆⼆面体。
(8)三⼆面体:⼆面体仍共棱方式相连,但⼆面体中的O2-离子被其它三个阳离所共用,称为三⼆面体。
(9)同质多晶:化学组成相同的物质,在不同的热⼆学条件下形成不同的晶体的现象。
(10)异质同晶:答:化学组成相似或相近,在相同的热⼆学条件下,形成的晶体具有相同的结构,这种现象称为类质同晶现象。
2、架状结构,层状结构,岛状结构。
岛状结构:硅酸盐晶体结构中的硅氧四面体以孤立状态存在,它们之间通过其它正离子的配位多面体连结。
层状结构:硅氧四面体通过三个共同氧连接,在⼆维平面内延伸成一个硅氧四面体层。
材料科学基础期末总结复习资料

材料科学基础期末总结复习资料材料科学基础期末总结复习资料1、名词解释(1)匀晶转变:由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变。
(2)共晶转变:合金系中某一定化学成分的合金在一定温度下,同时由液相中结晶出两种不同成分和不同晶体结构的固相的过程称为共晶转变。
(3)包晶转变:成分为H点的δ固相,与它周围成分为B点的液相L,在一定的温度时,δ固相与L液相相互作用转变成成分是J点的另一新相γ固溶体,这一转变叫包晶转变或包晶反应。
即HJB---包晶转变线,LB+δH→rJ(4)枝晶偏析:合金以树枝状凝固时,枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象。
(5)晶界偏析:晶粒内杂质原子周围形成一个很强的弹性应变场,相应的化学势较高,而晶界处结构疏松,应变场弱,化学势低,所以晶粒内杂质会在晶界聚集,这种使得溶质在表面或界面上聚集的现象称为晶界偏析(6)亚共晶合金:溶质含量低于共晶成分,凝固时初生相为基体相的共晶系合金。
(7)伪共晶:非平衡凝固时,共晶合金可能获得亚(或过)共晶组织,非共晶合金也可能获得全部共晶组织,这种由非共晶合金所获得的全部共晶组织称为伪共晶组织。
(8)离异共晶:在共晶转变时,共晶中与初晶相同的那个相即附着在初晶相之上,而剩下的另一相则单独存在于初晶晶粒的晶界处,从而失去共晶组织的特征,这种被分离开来的共晶组织称为离异共晶。
(9)纤维组织:当变形量很大时,晶粒变得模糊不清,晶粒已难以分辨而呈现出一片如纤维状的条纹,这称为纤维组织。
(10)胞状亚结构:经一定量的塑性变形后,晶体中的位错线通过运动与交互作用,开始呈现纷乱的不均匀分布,并形成位错缠结,进一步增加变形度时,大量位错发生聚集,并由缠结的位错组成胞状亚结构。
(11)加工硬化:随着冷变形程度的增加,金属材料强度和硬度指标都有所提高,但塑性、韧性有所下降。
(12)结构起伏:液态结构的最重要特征是原子排列为长程无序、短程有序,并且短程有序原子集团不是固定不变的,它是一种此消彼长、瞬息万变、尺寸不稳定的结构,这种现象称为结构起伏。
材料科学基础_南昌大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

材料科学基础_南昌大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.关于浓度三角形的说法,下列不正确的是答案:2.在硅酸盐熔体中,当O/Si比值增大时,熔体析晶倾向答案:升高3.熔体中加入具有表面活性的组分如B2O3、PBO、K2O等,则这些成分将富集在熔体表面层,熔体的表面张力答案:降低4.关于相的描述正确的是答案:一个物系中,结构相同,成分和性能均一,并以界面相互分开的组成部分5.有关三元无变量点和副三角形的数量的关系,正确的是答案:6.下列物质中哪种物质沸点最高答案:H2O7.下列关于原子键合的的陈述,错误的是答案:金属键无饱和性,但有方向性8.下列物质中哪种物质键能最大答案:氯化钠9.关于螺型位错的描述,哪个是错误的答案:纯螺型位错的滑移面是唯一的10.关于相图分析规则,下列说法不正确的是答案:11.关于离子晶体中扩散的描述错误的是答案:12.关于影响扩散系数因素的描述不正确的是答案:13.原子或分子在晶体表面、晶界和晶格内部的扩散系数分别为Ds、Dg和Db,它们之间的大小关系正确的是答案:14.下列物质中哪种物质导电性最好答案:铝15.当O/Si比较低时,碱金属氧化物降低熔体的粘度的能力是答案:Li2O>Na2O>K2O16.关于位错运动的描述哪个是错误的答案:刃型位错可以滑移和交滑移17.关于缺陷的描述不正确的是答案:缺陷的浓度均与温度有关18.关于固溶体的概念,下面叙述中不正确的是答案:化学计量遵循定比定律19.关于柏氏矢量的描述哪个是错误的答案:一根位错线发生弯曲后其柏氏矢量会改变20.共晶合金平衡凝固的组织是答案:21.二元凝聚系统相图中,若存在n个一致熔融化合物,则此系统可划分出的分系统的数目为答案:22.在三元系统中,若有三种物质M、N、Q 合成混合物P,或一种混合物P分解成三种物质,都属于四相平衡问题,混合物P的组成点在连成的三角形MNQ之内,P 点的位置为答案:23.在UO2晶体中,O2-的扩散机制是答案:24.关于扩散的描述不正确的是答案:25.下列几种扩散机构中最容易发生的是答案:26.在离子晶体材料中,由热缺陷引起的扩散为答案:27.一定温度下,同一种物质在晶体中的扩散系数要比在相同组成玻璃中的扩散系数答案:28.一定温度下,Zn在具有体心立方结构的β-黄铜中的扩散系数比在面心立方结构的α-黄铜中的扩散系数答案:29.关于扩散的描述错误的是答案:30.当O/Si比低时,碱金属氧化物降低熔体的粘度的能力是答案:31.在硅酸盐熔体中,当R-O/Si比值增大时,则熔体析晶倾向答案:32.以下物质中最容易形成玻璃的是答案:33.低表面能的组分加入到高表面能的熔体组分中去,则前者在表面的浓度与体相内部的浓度相比要答案:34.硅酸盐熔体中同时存在许多不同聚合程度的阴离子基团。
材料科学基础课程期末复习要点.doc

《材料科学基础》课程期末复习要点第一章晶体几何基础1、基本概念:晶体、晶胞、单位平行六面体、点群、空间群2、晶体结构的特点、晶体性能特点(与非晶体的区别)3、晶体的对称性(主要是宏观对称要素,给定几何图形,会找对称要素)、晶体的分类标准,三大晶族与七大晶系,晶体几何常数,常见晶系晶体几何常数特点(如立方晶系、四方晶系等)4、结晶符号(晶面指数、晶棱指数)的求取,如给定指数,能在相应晶胞中找到晶面或晶棱的位置。
第二章晶体化学基础1、基本概念:同质多晶、类质同晶、多晶转变、配位数、配位多面体2、两种球体最紧密堆积方式及其密排面,空隙种类,空隙数量的确定3、空间利用率的计算4、多晶转变的两种类型及各自的特点第三章晶体结构1、离子晶体结构的特点(阴离子作密堆积,阳离子填充空隙)2、硅酸盐晶体结构的特点与分类标准3、硅酸盐晶体结构的基本类型,各种类型的桥氧数4、晶胞参数的计算、晶体密度的计算第四章晶体结构缺陷1、点缺陷的分类2、缺陷反应方程式的书写,固溶式的写法3、位错的分类及其特点第五章固溶体1、固溶体的分类2、影响置换型固溶体中溶质原子溶解度的因素第六章熔体和非晶体1、硅酸盐熔体的结构及其与组成的关系2、熔体的性质(粘度、表面张力)3、玻璃形成条件,原料氧化物的分类(玻璃形成体、中间体、改性体)4、3T图及其应用第七章固体表面与界面1、离子晶体表面双电层的形成,对其表面性能的影响2、弯曲液面附加压力的定义,大小,方向3、润湿:润湿角的计算、润湿能力的判断与改善第八章浆体的胶体化学原理1、粘土的荷电性(荷电类型、荷电原因)2、泥浆胶溶的基本条件3、泥浆的电动性质、胶体性质第十章相平衡1、基本概念:一致熔化合物、不一致熔化合物2、相图中化合物性质的判断方法3、三元相图分析规则:连线规则、切线规则、重心规则、三角形规则等的内容及其应用4、三元相图中熔体析晶路程分析第十一章扩散1、基本概念:稳定扩散、不稳定扩散、本征扩散、非本征扩散2、扩散的定义、推动力3、菲克定律的应用4、扩散机构5、扩散系数及其与温度的关系6、缺陷对扩散的影响第十二章相变1、基本概念:均匀成核、非均匀成核、玻璃析晶、玻璃分相2、相变推动力3、晶核形成条件第十三章固相反应1、反应截面与转化率2、杨氏方程、金氏方程的推导模型、应用条件3、反应物活性对固相反应的影响4、矿化剂的定义与作用第十四章烧结1、基本概念:烧结、晶粒生长、二次再结晶2、烧结过程中烧结体的结构与性能变化3、几种主要烧结传质方式的产生原因、特点4、烧结推动力5、烧结影响因素。
材料科学基础复习资料

一:知识:1:晶面和晶向:晶面:(hkl);晶向:[hkl];2:对于能量和熵的判断:(1):G=H-TS,高温主要考虑熵作用(熔化等),低温主要考虑能量作用(常温等),较高温度时综合考虑;(2):分析:能量分为结合能和应变能。
结合能:可用简单立方系或平面正方点阵,观察过程前后键数量的变化(最近邻假设);同时原子间距越小结合能越大(越稳定)。
应变能:“偏离平衡状态越远,应变能越高”,同时(同样偏离距离)压应变的数值高于拉应变。
熵:由S=KlnΩ,有:体系微观状态数越大,熵越高(应用此式说明时需注意过程前后体系物质种类及数量不能变化);可用排列组合比较Ω。
一般情况可直观感觉,体系越无序,所受的限制越少,熵越大。
3:“属+种差”:对于词汇“ABC”:C是主要成分,A、B是对C的修饰。
第一章问题P7-1:已知α-Fe的密度为7.8,其晶胞是立方的,每个晶胞中原子个数为2,求点阵常数。
【】2:在一个晶胞内,画出(123)、(101)、(021)、(111)和[111]、[212]、[301]、[231]。
【】3:根据立方系夹角公式,计算以下界面的夹角:(111)与(111);(110)和(111)。
【】5:有一个反派角色问了该问题:(e π2)晶面该怎么画?如何看待他的问题?答:这个晶面只能近似地作出……但是不必考虑这个问题,因为高指数晶面没有意义。
之所以无意义,是因为高指数晶面上的原子间距离很远,相互作用可忽略不计,没有研究价值。
6:说明面心立方中(111)面间距最大,而体心立方中(110)面间距最大。
【】P91:铜的密度为8.9,铝为2.7(8.9/2.7=3.3),但两者的原子量之比为63.5/27=2.35。
请问两个比值不同说明了什么?(铜和铝结构相同)【】2:画出fcc(111)晶面和bcc(110)晶面的原子分布图。
【】4:已知金刚石中C-C键长为0.155nm,求其密度。
【】6:金刚石强度远高于石墨,但熔点却低于石墨。
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第一章材料结构的基本知识一、名词解释:固溶体:溶液中各处的成分与结构相同,是单一的相,在固体状态时称为固溶体。
二、辨析:相与组织→组织:指各种晶粒的组合特征,即各种晶粒的相对量、尺寸大小、形状分布等形貌特征,有多相组织、单相组织。
相:结构相同,物理和化学性质完全均匀的部分,特点:①相与相之间存在有明显的界面②界面两端,物质性质有飞跃性的改变③一个体系中可以存在一个或多个相。
第二章材料中的晶体结构一、名词解释:1、多晶型转变(同素异构转变):当外界条件(主要指温度和压力)改变时,元素的晶体结构可以发生转变。
(金属的这种性质被称为多晶型性)2、离子晶体:离子晶体是由正负离子通过离子键按一定方式堆积起来形成的晶体。
二、简答:请写出七大晶系中的4种晶系,十四种布拉菲点阵中的8种布拉菲点阵。
→三斜晶系:简单三斜布拉菲点阵单斜晶系:简单单斜、底心单斜布拉菲点阵正交晶系:简单正交、底心正交、体心正交、面心正交布拉菲点阵六方晶系:简单六方布拉菲点阵菱方晶系:简单菱方布拉菲点阵四方晶系:简单四方、体心四方布拉菲点阵立方晶系:简单立方、体心立方、面心立方布拉菲点阵。
第三章晶体缺陷一、名词解释:1、交滑移:螺位错在滑移面上滑移受阻后,绕到与此滑移面相交的另一个滑移面上滑移,称为交滑移。
2、全位错:位错的柏氏矢量等于点阵矢量的整数倍的位错。
3、不全位错:柏氏矢量小于单位点阵矢量的位错。
4、小角度晶界:晶界两侧晶粒的位相差很小(<10°)的晶界,小角度晶界基本上由位错组成。
二、辨析:1、肖脱基缺陷和弗兰克尔缺陷→肖脱基缺陷:晶体中某结点上的原子脱位,一般进入其它空位或者逐渐迁移至晶界或表面,其脱位产生的空位称为肖脱基缺陷。
弗兰克尔缺陷:晶体中的原子脱位挤入结点间的间隙,形成间隙原子,其原处结点产生空位。
将这一对点缺陷(空位和间隙原子)称为弗兰克尔缺陷。
同:都是点缺陷异:两种缺陷中脱位原子迁移的位置不一样,且弗兰克尔缺陷包含间隙原子及空位两种点缺陷。
2、热力学平衡点缺陷和过饱和点缺陷的异同→同:两种缺陷都包含空位和间隙原子异:热力学平衡点缺陷是由晶体热振动产生点缺陷,且在体系自由能最低时点缺陷浓度达到平衡;过饱和点缺陷指晶体中点缺陷数目明显超过平衡值,是由高温淬火、辐照、冷加工等过程引起的。
3、刃型位错与螺型位错→刃型位错:柏氏矢量与位错线垂直的位错。
螺型位错:柏氏矢量平行于位错线的位错。
同:都为线缺陷,都可以在外力的作用下发生滑移运动,运动的结果都是在位错线滑移过的区域之中,造成了上下两半晶晶体整体相对位移过一个b的距离都具有易动性。
异:刃型位错畸变发生在与位错线垂直的方向上,伯氏矢量b与位错线垂直;螺型位错畸变发生在与位错线平行的方向上,伯氏矢量与位错线平行;螺型位错中不存在多余半原子面,而是垂直于位错线的原子平面发生了螺旋状的扭曲;螺型位错可分为左螺型位错和右螺型位错,与正负刃位错不同,左右螺型位错不能相互转化,旋转方向不变。
4、滑移与交滑移→滑移:在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面(滑移面)和晶向(滑移方向)产生相对位移,且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。
交滑移:螺型位错在滑移面上滑移受阻后,绕到与此滑移面相交的另一个滑移面上滑移,称为交滑移。
同:都是部分晶体产生相对位移,不破坏内部原子排列规律性塑变方式。
异:滑移是所有位错共有的运动方式,交滑移却是螺型位错特有的运动方式。
5、堆垛层错与扩展层错→扩展位错:两个不全位错中间夹一层错的位错组态。
堆垛层错:实际晶体结构中,密排面的正常堆垛顺序有可能遭到破坏而错排,称为堆垛层错,简称层错。
同:均含层错,属于面缺陷。
异:扩展位错由全位错分解产生两个肖克莱分位错及层错,有线缺陷和面缺陷;堆垛位错只属于面缺陷。
6、小角度晶界和大角度晶界→小角度晶界:晶界两侧晶粒的位相差很小(<10°)的晶界,小角度晶界基本上由位错组成。
大角度晶界:相邻两晶粒的位相差大于10度的晶界。
同:均由晶界两侧晶粒的位相差定义。
异:小角度晶界晶界两侧晶粒位相差小于10度,大角度晶界大于10度。
小角度晶界的晶界基本上由位错组成,位错模型却不适用于大角度晶界。
三、简答:1、离子晶体中的点缺陷有哪些特点?点缺陷对离子晶体和金属晶体的导电性各有什么影响?→离子晶体点缺陷的特点:多原子性、缺陷是带电的、晶体呈电中性。
对离子晶体的导电性增强,金属晶体的导电性减弱。
离子晶体的导电是通过离子通过空穴迁移而导电,金属晶体靠电子定向运动而导电,点缺陷使得电子运动式的非平衡阻力增加,阻碍电子的定向运动,导电性降低。
2、位错的运动方式有哪些?→刃型位错 :滑移、攀移;螺型位错:滑移、交滑移3、判断下列位错反应能否进行,并说明理由。
a a a 101121111263⎡⎤⎡⎤⎡⎤+−−→⎣⎦⎣⎦⎣⎦ []a a a 112121111326⎡⎤⎡⎤+−−→⎣⎦⎣⎦ →位错反应的两个条件为(1)几何条件(2)能量条件解题过程参考课本P119页例题第五章 材料的相结构及相图一、名词解释:1、固溶体:以合金中某一组元作为溶剂,其它组元为溶质,所形成的与溶剂有相同晶体结构、晶格常数稍有变化的固相,称为固溶体。
(与第一章中解释相互参照)2、置换固溶体:溶质原子占据溶剂晶格某些结点位置,所形成的固溶体。
3、超点阵(超结构):溶质原子呈完全有序分布的固溶体,为有序固溶体。
4、有序化:有序固溶体在某一温度以上可以转变成无序固溶体,重新冷却到该温度以下时又转变成有序固溶体,这一转变过程为有序化。
5、共晶转变:由一定成分的液相同时结晶出两个一定成分固相的转变。
6、包晶转变:由一个特定成分的固相和液相生成另一个特点成分固相的转变。
7、珠光体:铁碳平衡相图的共析反应产物是铁素体与渗碳体的共析混合物。
二、辨析:1、间隙固溶体与间隙化合物间隙固溶体:属于固溶体,小原子位于间隙位置。
间隙化合物:属于中间相的一种,非金属原子也处于化合物的间隙位置。
同:小原子都处于间隙位置。
异:一个属于固溶体,一个属于中间相化合物。
2、置换固溶体与间隙固溶体置换固溶体:溶质原子占据溶剂晶格某些结点位置所形成的固溶体。
间隙固溶体:溶质原子进入溶剂晶格的间隙所形成的固溶体。
3、一次固溶体和二次固溶体一次固溶体:溶剂原子为单质(纯元素)的固溶体。
二次固溶体:溶剂为化合物(中间相)的固溶体。
第七章扩散与固态相变名词解释:1、均匀形核:在均一的液相中靠自身的结构起伏和能量起伏形成新相核心的过程。
2、非均匀形核:形核依附于液相中某种固体表面(外来杂质表面或容器壁)上形成的过程。
第八章材料的变形与断裂一、名词解释:1、形变织构:在塑性变形中,随着变形量的增加,多晶体中原来为向互不相同的晶粒在空间位向上呈现一定程度的一致(或者说它们的取向趋于一致)。
2、固溶强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点,使晶格发生畸变,使固溶体硬度和强度升高,这种现象叫做固溶强化。
二、辨析:滑移与孪生→滑移:在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面(滑移面)和晶向(滑移方向)产生相对位移,且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。
孪生(孪晶变形):晶体在切应力作用下,沿一定的晶面(孪晶面)和晶向(孪晶方向),在一个区域内发生连续的切变,使已变形的晶体部分与未变形的晶体部分保持镜面对称的关系,即产生孪晶的过程,称为孪生。
同:均为塑性变形异:滑移不改变晶体取向,孪生改变晶体取向。
三、简答:简述铸锭组织的三晶区的特点外表层的细晶区:晶粒细小、组织致密、力学性能良好;中间的柱状晶区:晶粒取向、组织致密、缺陷聚集、塑性较差;心部的等轴晶区:晶粒无方向性、树枝状晶体、组织不够致密、性能一般。
四、论述:1、如图为低碳钢退火后的三条拉伸曲线,请问这是什么现象?解释该现象产生的原因。
1) 碳钢预塑性变形;2)去载后立即加载;3)去载后放置一段时间或200度加热后加载→现象:当退火状态的低碳钢试样拉伸到超过屈服点发生少量塑性变形后卸载,然后立即重新加载拉伸,则可见其拉伸曲线不再出现屈服点,此时试样不会发生屈服现象。
如果将预变性试样在常温下放置几天或经200℃左右短时加热后再行拉伸,则屈服现象又复出现,且屈服应力进一步提高。
此现象通常称为应变时效。
原因:1)图线解释:一方面低碳钢中的间隙碳原子会与位错发生交互作用,在刃位错下方的拉伸区偏聚,形成柯氏气团,对位错产生强烈的钉扎作用,使位错应变能减小,不易运动。
位错要从气团中挣脱出来需要较大的力,形成上屈服点。
当气团挣脱之后位错的运动较容易,应力下降,出现下屈服点和水平台。
另一方面碳钢的塑性变形产生位错增殖,造成了屈服降落。
2)图线解释:卸载后加载使低碳钢产生少量塑性变形,不足以产生明显的屈服点。
3)图线解释:去载一段时间或200度短时间加热后位错摆脱气团的钉扎,位错应变能增大,屈服应力增大。
重新加载后,碳原子又重新形成柯氏气团,屈服现象重新出现。
2、下图描述了金属材料强化的不同形式:(a)图描述了Cu-Ni合金中的Ni元素对其力学性能的影响,横坐标为Ni元素含量,纵坐标为力学性能;(b)图描述了金属Cu和Al的力学性能受晶粒材料大小的影响情况,横坐标表征晶粒大小,纵坐标表征材料的屈服强度;(c)图为冷加工量对材料力学性能的影响;(d)Al-Cu合金是热处理强化的合金,该图显示了时效工艺对合金材料力学性能的影响,试指出(a)-(d)各采用了什么强化方式,并讨论强化机理。
→a)强化方式:固溶强化。
机理:溶质原子造成点阵畸变,其应力场与位错应力场发生弹性交互作用并阻碍位错运动,使变形抗力提高。
溶质原子吸附在位错附近形成柯氏气团,使位错被钉扎住,从而使变形抗力提高。
b)强化方式;细晶强化。
机理:通过细化晶粒使金属材料力学性能提高,在常温下的细晶粒金属比粗晶粒金属有更高的强度、硬度、塑形、和韧性。
细晶粒受到外力发生塑形变形可分散到更多的晶粒内进行,塑形变形均匀,应力集中较小。
细晶的强化规律:晶界越多,晶粒越材料科学基础复习重点细,晶粒的平均值越小,材料的屈服强度就越高。
c)强化机制:变形强化(加工硬化)机理:在外力的作用下,晶粒的形状随着工件外形的变化而变化。
当工件的外形被压扁或拉长时,其内部的晶粒的形状也随着被压扁或拉长,导致晶体发生畸变,使金属进一步滑移的阻力增大,因此金属的强度和硬度显著提高,塑形和韧性下降d)强化机制:沉淀强化。
机理:整个曲线规律与合金的蠕变有关,平滑的那段位错滑移产生的加工硬化与攀移产生的高温回复速率相等,蠕变速率恒定。
30%曲线,合金尺寸较小与基体共格,能被位错切过,会增加表面能,和共格应力场使合金强化,而45%那条第二相尺寸增大,与基体失去共格,位错不能切过,派-纳力增大,维氏硬度较30%高。