材料科学基础概念解释
热塑性聚合物这种聚合物当加热时变软冷却时变硬。
所以当这种颗粒壮的物质处于软态时能够由模具成型或挤压成型。
热固型聚合物这种聚合物一旦由化学作用固化或硬化，再进行加热时将不能变软或熔化。
合金由两种及以上元素组成的金属材料。
聚合物晶体聚合物中分子链排列呈周期和重复的原子排列，这样的聚合物称为聚合物晶体。
点缺陷一种仅波及一个或数个原子的晶体缺陷。
正常价化合物在离子化合物中，正、负离子的比例严格遵守化学公式定义的化合价关系。
自间隙原子处于自身晶格间隙中的原子或离子。
缺陷对完美性的偏离，在材料科学领域中通常指晶体材料中原子/分子在排列顺序/连续性上的偏离。
弗仑克尔缺陷在离子固体中的阳离子-空位对和阳离子-间隙原子对。
空位扩散一种扩散机制，此时原子的净迁移是从晶格节点位置迁移到相近的空位中。
肖脱基缺陷在离子晶体中的一种缺陷结构，它是由一个阳离子空位和一个阴离子空位组成的空位对。
空位一个缺失原子或离子的晶格节点位置。
固溶体包含两种或两种以上元素的均匀单相，固溶体可以以置换固溶体或间隙固溶体的形式存在。
置换固溶体溶质原子取代或代替溶剂原子而形成的固溶体。
间隙扩散一种扩散机制，此时原子的运动是从晶格间隙位置迁移到另一个相近的间隙位置。
间隙固溶体相对尺寸较小的溶质原子占据溶剂或晶格原子之间间隙位置所形成的固溶体。
柏氏矢量表示位错引起晶格畸变程度和方向的矢量。
固溶体强化由于形成固溶体的合金化过程引起的金属硬化和强化，其机制是异类原子的存在限制了位错的可动性。
固溶处理 (均匀化退火)让沉淀物融解而形成固溶体的热处理过程.通常情况下，从固溶处理温度下快速冷却，形成室温下亚稳态过饱和固溶体。
晶粒长大在多晶体材料中晶粒平均尺寸的增加，对大多数材料来说，这需要在一定温度下进行热处理。
位错晶体材料中的线状缺陷，在其附近，原子发生错排。
在外加切应力作用下位错的运动可以导致晶体材料的塑性变形.可能存在的位错类型有刃型位错、螺型位错和混合型位错。
刃型位错一种一维线型晶体缺陷，形态上可是描述为晶体中存在的多余半原子面的末端附近区域所形成的原子错排组态，刃型位错的柏氏矢量垂直与其位错线。
螺型位错一种一维线型晶体缺陷，形态上可是描述为当相互平行的相邻晶面之间依次错粘合在一起形成的螺旋型斜面的中心线区域所形成的原子错排组态，螺型位错的柏氏矢量平行与其位错线。
混合位错同时含有刃型分量和螺型分量的位错。
位错密度在单位体积材料中包含位错的长度，或者说在材料内部任意单位截面上位错线的根数。
晶界把两个相邻具有不同晶体学取向的晶粒分离开的界面。
位错线刃型位错中多余半原子面边缘的连线，或者螺型位错中错排螺旋的中心轴线。
晶粒金属或陶瓷多晶体中的一个单独的小晶体。
显微组织在显微镜下观察到的某合金的结构特征（例如:晶粒和相的组织结构特征）。
显微组织照片在显微镜下拍摄，记录显微组织结构形态的照片。
扩散固体中原子，或分子等，通过热运动而发生长程迁移，或宏观物质传输现象。
这里所谈的原子迁移，在是指固体中原子脱离它原来的平衡位置跃迁到另一平衡位置的位移。
从产生扩散的原因来看，原子的迁移主要分为两大类，一类称为化学扩散，它是由于扩散物质在固体中分布不均匀、在化学浓度梯度的推动下产生的扩散；另一类称为自扩散，它是在没有化学浓度梯度情况下，仅仅由于热振动而产生的扩散。
自扩散现象只有采用放射性同位素技术才能察觉。
此外，还有应力场、热场和电场等所引起的扩散。
扩散通量单位时间内通过一个垂直与扩散方向上单位横截面积内的通过物质量。
扩散系数 Fick第一定律中，扩散通量和浓度梯度之间的比例系数。
其量级表示了原子扩散的速度。
菲克第一定律，扩散第一定律扩散通量与浓度梯度成正比例。
这种关系被用于描述稳定态扩散。
菲克第二定律，扩散第二定律浓度对时间的变化率成正与浓度对距离的二阶导数。
这种关系被用于描述非稳定态扩散。
稳定态扩散扩散组元既没有净堆积也没有净亏空的扩散过程是稳定态扩散。
也可以描述为：扩散通量与时间无关的扩散过程是稳定态扩散。
非稳定态扩散扩散过程中，扩散组元存在净堆积或净亏空的扩散过程是非稳定态扩散。
也可以描述为：扩散通量与时间有关的扩散过程是非稳定态扩散。
自扩散纯金属中的原子迁移过程。
互扩散一种金属中的原子向另一种金属中的扩散叫互扩散，又称为杂质扩散。
空位扩散一种扩散机制，这时候原子的净迁移过程是从晶格结点位置移动到邻近的空位中。
激活能开动某一反应或过程，例如扩散过程，所需要的能量。
间隙扩散晶体扩散机制的一种。
间隙原子由一个间隙位置迁移至邻近的间隙位置所构成的扩散。
渗碳从周围环境中向铁基合金表面扩散碳，从而使其表面碳浓度提高的工艺过程。
滞弹性应力施加后，大多数工程材料弹性形变都会持续，并且撤去加载，样品的完全回复也需要一定的时间。
这种与时间相关的弹性行为称为滞弹性。
设计应力对于静态条件以及延展性材料的情况下，设计应力σd是计算的应力σc（即估算的最大载荷）乘以一个设计因子N'，即σd= N'σc，其中N'大于1。
弹性形变应力与应变成正比关系的形变称为弹性形变。
弹性形变是非永久性的，即撤去加载后，样品可恢复初始的形状。
弹性回复弹性回复是指当样品所受应力撤销后，其完全回复到初始形状的现象。
延伸度延伸度是指材料在断裂时发生的塑性形变程度的量度。
弹性体弹性体是聚合物的一个种类，它的应力－应变曲线表明其变形是完全弹性的，即很低的应力变化就会产生很大的可回复应变。
工程应变工程应变ε由方程ε = (li-l0)/l0 = Δl/l0定义，这里l0是样品加载前的初始长度，li是加载瞬间的长度，有时li-l0也用Δl来表示，即代表与初始长度相比较，某一时刻样品形变的延长率或长度的变化。
工程应变是没有单位的。
抗弯强度对脆性陶瓷材料来说，抗弯强度即为横向弯曲试验中样品断裂时的应力。
工程应力工程应力σ的定义为σ = F/A0，这里F是加载在垂直样品横截面的瞬间载荷，单位为牛顿，A0是加载前样品的初始横截面积（单位m2），工程应力单位为MPa。
弹性模量大多数金属在较低的拉力作用下，应力和应变成正比关系，可表达为σ = Eε，这就是胡克定理，比例常数E（GPa）就是弹性模量，或杨氏模量。
塑性形变当材料的形变超出弹性形变发生的范围，其应力将不再与应变成正比，永久的、不可回复的形变发生，即为塑性形变。
弹性弹性是指材料在弹性形变中吸收能量的能力。
抗拉强度抗拉强度是指样品可能承受的最大拉伸应力。
真应变真应变εT的定义为εT=ln(li/l0)，其中l0是样品加载前的初始长度，li是瞬间长度。
硬度硬度是材料抵抗局部塑性形变的量度。
真应力真应力σT定义为形变发生时，载荷F与瞬间横截面积Ai的比值，或者σT = F/Ai。
韧性韧性是指材料在断裂前所能吸收能量的量度．冷加工、冷变形金属在再结晶温度以下进行的塑性变形。
临界剪切分切应力使得晶体开始滑移所需要的纯剪切应力，在某一特定滑移面和滑移方向上的分量。
位错密度材料单位体积内的位错线的总长度，或者在一个随机切面上的单位面积内切断的位错根数。
滑移位错移动导致的塑性变形或两个相邻原子面的剪切位移。
回复冷塑性变形金属释放其部分应变能的过程叫回复，通常采用热处理的方法。
加工硬化塑性材料于再结晶温度以下进行塑性变形引起的硬度和强度升高现象。
晶粒长大多晶体材料中晶粒尺寸的增大，对大多数材料来说，晶粒长大只在升高温度加热的时候发生。
屈服强度屈服强度是指塑性形变开始发生时的应力。
再结晶在冷塑性变形材料的内部生成等轴状新晶粒的过程叫再结晶，通常发生于再结晶退火热处理过程中。
屈服金属的屈服是指塑性或者永久形变开始发生的现象。
再结晶温度对于某种合金，在大约一小时的时间里，完成再结晶所需的最低温度.粘性剪切应力数值与其产生应变速率的比值叫粘性，用来衡量非晶材料抵抗永久变形的能力。
滑移系滑移面和该面上一个滑移方向的组合称为一个滑移系，晶体滑移（如位错的移动）可以沿该系统发生。
延性/韧性断裂一种伴随大量塑性变形的断裂方式。
固溶强化由于合金化形成固溶体而导致的材料硬化和强化，实质在于溶质原子对位错运动的阻碍作用。
脆性断裂通过快速裂纹扩展发生断裂，没有明显的宏观变形。
穿晶断裂多晶材料裂纹穿过晶粒扩展而断裂。
沿晶断裂多晶材料裂纹沿着晶界扩展而断裂。
平面应变在断裂力学中重要的条件，对于拉伸载荷，在垂直于应力轴和裂纹扩展的方向上均为零应变。
该条件存在于厚板，零应变方向垂直于板面。
厚度方向无应变，可以有应力。
冲击功（缺口韧性）标准尺寸及形状的试件受到快速冲击载荷时，断裂过程中所吸收能量的度量。
采用摆锤式或悬臂梁式冲击实验来测量该参数。
在评定材料的塑性-脆性转变行为方面很重要。
延性-脆性转变体心立方合金随着温度的降低表现出从延性到脆性行为的转变。
该转变发生的温度范围可以通过摆锤式或悬臂梁式冲击实验来确定。
疲劳强度对应某一特定循环次数，材料能承受而不失效的最大应力水平。
疲劳极限对疲劳而言，最大应力幅值水平，低于该值材料可以承受无限次应力循环而不失效。
疲劳寿命(Nf ) 在某一指定应力幅值下，引起疲劳失效的应力循环总数。
疲劳在相对低的应力水平下，承受交变和循环应力结构的失效。
蠕变承受应力时依赖于时间发生的永久性变形，对大多数材料而言只在高温下重要。
腐蚀疲劳由循环应力和化学腐蚀同时作用导致的一类失效。
表面硬化通过渗碳或渗氮方法使钢件的外表面或“表面”硬化，用于改善耐磨性和抗疲劳性。
热疲劳一种疲劳失效类型，循环应力是由于交变热应力引起的。
应力强度因子(K) 断裂力学中使用的一个因子，说明裂纹尖端处的应力强度。
奥氏体具有面心立方晶体结构的铁?-Fe，也是碳溶解于?-Fe所形成的间隙固溶体。
渗碳体铁与碳形成的化合物Fe3C叫做渗碳体，它的含碳量为6.67%铁素体具有体心立方晶体结构的铁?-Fe，同样碳溶于?-Fe中的间隙固溶体称为铁素体。
共晶反应随着冷却过程，一个液相等温可逆地转变为两个紧密混合的新固相的反应。
过共析合金可得到共析反应的合金体系，此合金中溶质的浓度大于共析成分。
共析反应随着冷却过程，一个固相等温可逆地转变为两个紧密混合的新固相的反应。
亚共析合金可得到共析反应的合金体系，此合金中溶质的浓度小于共析成分。
珠光体由共析成分的奥氏体转变而得到的在一些钢和铸铁中出现的两相显微结构，是由?-铁素体和渗碳体交互形成的层状或片状组成。
固相线在相图中，连接平衡冷却条件下完成凝固或者平衡加热条件下开始熔化之点的轨迹线。
普通碳钢碳为主要合金元素的铁合金。
合金钢含有显著的合金元素(除了C和残余的Mn, Si, S和P)浓度的铁合金(或者铁基)。
这些合金元素的加入增加力学和耐蚀性能。
贝氏体钢和铸铁中发生的奥氏体的转变产物。
珠光体和马氏体转变发生的温度区间产生贝氏体。
《材料科学基础》课程教学大纲
《材料科学基础》课程教学大纲课程编号：08061211课程名称：材料科学基础英文名称：Fundamental of Materials Science课程类型：学科基础课课程要求：必修学时／学分：88／5.5 （讲课学时：80 实验学时：8 上机学时：0）适用专业：材料成型与控制工程；焊接技术及工程；金属材料工程；无机非金属材料工程一、课程性质与任务《材料科学基础》是材料科学与工程学院各专业学生学习和掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律，特别是固体材料的结构、晶体缺陷、平衡相图、凝固和原子扩散过程诸方面的基本概念和基础理论，以及有关的加工工艺对材料的组织结构和性能的影响规律的学科基础课，也是学生将来学习专业课程的理论基础。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本规律等方面的讲解；在培养实践能力方面着重试样的选取与制备及显微组织的观察等基本方法的训练，使学生熟悉材料科学的相关基础知识，为后续专业课程的学习以及将来解决材料的生产、加工等问题和探索新材料、新技术、新工艺打下比较系统而坚实的理论基础。
二、 课程与其他课程的联系选修课：大学物理，材料物理化学本课程是在学习了大学物理、材料物理化学等课程后方能学习本课程；该课程也是学习后续专业课程的理论基础。
通过该课程的学习，使学生掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律，从而为进一步深入学习材料科学与工程学院各专业的专业课程奠定基础，并且理论结合实践，使其有机的结合起来，形成一个完整的系统的专业学科基础理论体系。
三、课程教学目标1．学习并掌握常见的晶体结构与材料的相结构、晶体缺陷及固态材料中的原子扩散、材料的凝固、二元相图及塑性变形等基本知识，使学生在材料方面具有扎实的基础理论知识，了解并掌握金属材料产品由不同工艺形成的组织特征，具有开发和选用新材料的能力和工程实际应用的能力；（支撑毕业能力要求1.1、1.2）2．培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握观察材料显微组织的实验方法，获得实验技能的基本训练，具有查阅有关技术资料的能力；（支撑能力毕业要求2.1、2.3）3．培养学生对金属材料的各类物理现象、特性进行研究并通过实验验证的能力。
材料科学基础b概念
离子键：正负离子依靠他们之间地静电引力结合在一起地键合称为离子键.共价键：由两个或多个电负性相差不大地原子间通过共用电子对而形成地化学键.分子键：借助这种微弱地、瞬时地电偶极矩地感应作用，将原来具有稳定地原子结构地原子或分子结合为一体地键合称为离子键.文档来自于网络搜索晶体：原子（或分子、离子）在三维空间呈周期性规则排列地固体称为晶体.非晶体：指组成物质地分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列地固体.单晶体：指样品中所含分子（原子或离子）在三维空间呈规则地周期排列地一种固体状态. 多晶体：由很多具有相同排列方式但位向不一致地很多小晶粒组成地则称为多晶体.晶胞：为说明点阵排列地规律和特点，可在点阵中取出一个具有代表性地基本单元作为点阵地组成单元，称为晶胞.文档来自于网络搜索晶体结构：指晶体中时机质点（原子、离子或分子）地具体排列情况.空间点阵：阵点在空间呈周期性规则排列，并具有完全相同地周围环境，这种由他们在三维空间规则排列地阵列称为空间点阵.（抽象）文档来自于网络搜索晶向族：晶体中因对称关系而等价地各晶向归并为一个晶向族.晶面族：在晶体内凡晶面间距和晶面上原子地分布完全相同，只是空间位向不同地晶面可归并为同一晶面族.晶带：所有平行或相交于某一晶向直线地晶面构成一个晶带.配位数：配位数是指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离地原子数.致密度：致密度是指晶体结构中原子体积占总体积地百分数.相：指合金中具有统一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面互相隔开地均匀组成部分. 相组成物：把相看成合金组织地基本单元，包括铁素体、奥氏体、渗碳体.组织组成物：由于形成条件不同，合金中各相结构地晶粒将以不同地数量、形状、大小、和分布等相组合，并在显微镜下可区分地部分，称为组织组成物.（由相组成物构成，如：珠光体【铁素体渗碳体】、莱氏体【渗碳体奥氏体】、也可为单相）文档来自于网络搜索位错：位错是晶体原子排列地一种特殊组态.从几何结构看分为刃型位错和螺型位错.点缺陷：它是在节点上或邻近地围观区域内偏离晶体结构地正常排列地一种缺陷.包括空位、间隙原子、杂质或溶质原子，以及有他们组成地复杂点缺陷.文档来自于网络搜索晶界：属于同一固相但位向不同地晶粒之间地界面称为晶界.小角度晶界：相邻晶粒位向差小于度地晶界.大角度晶界：相邻晶粒位向差大于度地晶界.相界：具有不同结构地两相之间地分界面称为相界.层错：实质晶体结构中，密排面地正常堆垛顺序有可能遭到破坏和错排，称为层错.孪晶：指两个晶体（或一个晶体地两部分）沿一个公共晶面构成镜面对称地位向关系，这两个晶体就称为孪晶.合金：指由两种或两种以上地金属或金属与非金属经熔炼，烧结或其他方法组合而成，并具有金属特性地物质.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.（溶质原子）所形成地均匀混合地固态熔体.金属间化合物：在金属元素中由两种或多种组元按一定比例构成一个新地点阵，既不是溶质点阵，也不是溶剂点阵，这种复合物称为金属间化合物.文档来自于网络搜索间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成地固溶体称为间隙固溶体.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地阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵地部分溶剂原子，这种固溶体称为置换固溶体.文档来自于网络搜索间隙相：当非金属（）和金属（）原子半径地比值小于时，形成具有简单晶体结构地相，称为间隙相.文档来自于网络搜索间隙化合物：当非金属（）和金属（）原子半径地比值大于时，形成具有复杂晶体结构地相，称为间隙化合物.文档来自于网络搜索电子化合物：由第一族或过渡金属元素与第二到第五族金属元素所形成地地金属化合物.电子浓度：即化合物中每个原子平均所占有地价电子数.有序固溶体：在一定条件下固溶体溶质原子和溶剂原子相互间地点阵中呈有规则排列地固溶体.无序固溶体：溶质原子随机地分布在溶剂晶体中，是一种无次序性或无规律性地固溶体，称为无需固溶体.液相线：由凝固开始温度连接起来地相界线称为液相线.固相线：由凝固终结温度连接起来地相界线称为固相线.固相平均成分线：把每一温度下固相地平均成分点连接起来即为固相平均成分线.匀晶转变：由液相结晶出单相固溶体地过程称为匀晶转变.枝晶偏析：固溶体通常以树枝状生长方式结晶，非平衡凝固导致先结晶地枝干和后结晶地枝间地成分不同，称为枝晶偏析.文档来自于网络搜索共晶转变：合金系中某一化学成分地合金在一定温度下，同时由液相中结晶出两种不同成分和不同晶体结构地固相地过程称为共晶转变.文档来自于网络搜索包晶转变：已结晶地固相与剩余液相反应形成另一固相地恒温转变.共析转变：一个固相在恒温下转变为另外两个固相地过程.伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分地合金也能得到全部地共晶组织，这种由非共晶成分地合金所得到地共晶组织称为伪共晶.文档来自于网络搜索离异共晶：在共晶反应地合金中，如果成分离共晶点较远，由于初晶相数量较多，共晶相数量很少，共晶中与初晶相同地那一相会依附初晶长大，另外一个相单独分布于晶界处，使得共晶组织地特征消失，这种两相分离地共晶称为离异共晶.文档来自于网络搜索上坡扩散：物质从低浓度区向高浓度区扩散.下坡扩散：物质从高浓度区向低浓度区扩散.非稳定扩散：扩散过程中，扩散通道内任意一点地浓度都随时间变化.变形结构：随着塑性变形量增加，多晶体原来取向各不相同地各个晶粒在空间上地取向呈现一定程度地规律性（择优取向）这种组织形态称为变形结构.文档来自于网络搜索蠕变：在某温度下恒定应力（通常小于屈服强度）所发生地缓慢而连续地塑性六边现象.柯肯儿效应：置换型溶质原子地扩散中由于溶质和溶剂原子不同地扩散速率导致地不等量扩散地现象.滑移系：滑移面与其面上地滑移方向组成一个滑移系.多系滑移：对于具有多组滑移系地晶体，滑移首先在取向最有利地滑移系中进行，但由于滑移时晶面转动地结果，另一组滑移面上分切应力也可能逐渐增加到足以发生滑移地临界值以上，于是，晶体滑移就可能在两组或更多滑移面上同时进行或交替进行产生多系滑移.文档来自于网络搜索交滑移：两个或多个滑移面沿某个共同地滑移方向同时或交替滑移，实质是螺型位错在不改变滑移方向前提下从一个滑移面转到相交接地另一个滑移面地过程.文档来自于网络搜索再结晶：将冷变形后地金属加热到一定温度后，在原变形组织中，重新产生了无畸变地新晶粒，而性能也会发生明显变化并恢复到变形前状况，称为再结晶.文档来自于网络搜索固溶强化：由于溶质原子地溶入，使固溶体地强度和硬度提升地现象.应变时效：退货状态地低碳钢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.此时式样不会发生屈服现象，若带预变形式样在常温下放置几天或摄氏度左右短时加热后再进行拉伸，则屈服现象出现，且屈服应力进一步提高，称为应时效现象.文档来自于网络搜索加工硬化：金属材料经冷加工变形后，强度显著提高，而塑性降低地现象.时效硬化：在金属基体中加入固溶度随温度降低而降低地合金元素，通过变温固溶体淬火处理，形成饱和固溶体，通过时效处理过饱和固溶体，合金元素以一定方式析出，弥散分布在基体中形成沉淀相，从而提高合金强度，称为时效硬化.文档来自于网络搜索再结晶地驱动力：变形金属在回复后未被释放地储存能.滑移和孪使地比较：相同点：都为材料塑性变形.不同点：、滑移使滑移面两侧相对移动一个完整地平移矢量，而孪生则在孪晶内所有面都滑动，滑动距离并非是完整地平移矢量，每个面地滑移量和距孪生面地距离成正比.、滑移后整个晶体地位向没有改变，而孪生则使孪晶部分地位向文档来自于网络搜索与基体成对称.、滑移使表面出现台阶，抛光后滑移线消失孪生使表面出现浮凸，因孪晶与基体地取向不同，表面重新抛光后并浸蚀仞能看到.文档来自于网络搜索金属地强化方式：细晶强化；固溶强化；加工硬化；沉淀强化；晶体缺陷；弥散强化；孪晶强化.影响扩散地因素：温度；固溶体类型；晶体结构；晶体缺陷；化学成分；应力作用.再结晶温度及其影响因素：变形程度；原始晶粒尺寸；微量溶质元素；第二相粒子；再结晶退火工艺参数.晶粒长大地影响因素：温度；分散相粒子；晶粒间相位差；杂质与微量合金元素.。
材料科学基础复习总结1
第一章材料的结构一、概念晶体：物质的质点（分子、原子或离子）在三维空间呈规则的周期性重复排列的物质。
空间点阵：把质点看成空间的几何点，点所形成的空间阵列。
晶格：用假想的空间直线，把这些点连接起来，所构成的三维空间格架。
晶胞：从晶格中取出具有代表性的最小几何单元。
配位数:指晶格中任一原子周围所具有的最近且等距的原子数。
致密度:合金：是指由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。
固溶体：指溶质组元溶于溶剂晶格中，并保持溶剂组元晶格类型而形成的均匀固体。
置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格的某些结点位置而形成的固溶体。
间隙固溶体：溶质原子占据溶剂晶格间隙而形成的固溶体。
间隙相：当r非/r金＜0.59时，形成具有简单晶格的化合物，称为间隙相。
二、思考题1.在单位立方晶胞中画出(112)和(110)晶面，并求出两晶面交线的晶向指数。
2.已知铜的原子半径为0.127nm，求其晶格常数和致密度各为多少？3.在立方晶胞中画出(112) 晶面和[221]，晶向。
第2章晶体缺陷一、概念肖特基缺陷：原子由于热振动脱离正常结点后，跑到晶体表面构成新的一层，这种缺陷称为肖特基缺陷。
弗仑克尔缺陷：原子由于热振动脱离正常结点后，跑到间隙处即产生一个空位的同时，出现一个间隙原子，这种缺陷称为弗仑克尔缺陷。
刃型位错：晶体中已滑移区与未滑移区的边界线（即位错线）若垂直于滑移方向，则会存在一多余半排原子面，它象一把刀刃插入晶体中，使此处上下两部分晶体产生原子错排，这种晶体缺陷称为刃型位错螺型位错：晶体中已滑移区与未滑移区的边界线(即位错线)若平行于滑移方向，则在该处附近原子平面已扭曲为螺旋面，即位错线附近的原子是按螺旋形式排列的，这种晶体缺陷称为螺型位错位错的滑移：在外加切应力作用下，通过位错中心附近的原子沿柏氏矢量方向在滑移面上不断地作少量位移（小于一个原子间距）而逐步实现的。
位错的攀移：构成刃型位错的多余半原子面的扩大或缩小，它是通过物质迁移即原子或空位的扩散来实现的。
武汉理工材料科学基础
第二章晶体结构2.1 结晶学基础1、概念：晶体：晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，即晶体是具有格子构造的固体。
晶胞：晶胞是从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的最小重复单元。
晶胞参数：胞的形状和大小可以用6个参数来表示，此即晶格特征参数，简称晶胞参数。
七大晶系：布拉菲依据晶胞参数之间关系的不同，把所有晶体划归为7类，即7个晶系。
晶面指数：结晶学中经常用（hkl）来表示一组平行晶面，称为晶面指数。
数字hkl是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互质整数比。
晶面族：晶体结构中原子排列状况相同但不平行的两组以上的晶面，构成一个晶面族。
晶向指数：用[uvw]来表示。
其中u、v、w三个数字是晶向矢量在参考坐标系X、Y、Z轴上的矢量分量经等比例化简而得出。
晶向族：晶体中原子排列周期相同的所有晶向为一个晶向族，用〈uvw〉表示。
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）式中x A、x B分别为A、B元素的电负性值。
离子晶体晶格能：1摩尔离子晶体中的正负离子，由相互远离的气态结合成离子晶体时所释放出的能量。
2.3 堆积（记忆常识）1、最紧密堆积原理：晶体中各离子间的相互结合，可以看作是球体的堆积。
球体堆积的密度越大，系统的势能越低，晶体越稳定。
此即球体最紧密堆积原理。
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。
材料科学基础2-概念部分
固态相变：固态金属及合金在温度、压力改变时，内部相结构发生相互转变的现象，称为金属的固态相变。
多型性转变:固溶体的同素异构转变称为多型性转变。
共析转变：冷却时，固溶体同时分解为两个不同成分和结构的相的固态相变称为共析转变。
包析转变：冷却时由两个固相合并转变为一个固相的固态相变过程称为包析转变。
平衡脱溶:在高温相中固溶了一定量合金元素，当温度降低时溶解度下降，在缓慢冷却的条件下，过饱和固溶体将析出新相，此过程称为平衡脱溶。
调幅分解：某些合金在高温时形成单相的均匀的固溶体，缓慢冷却到某一温度范围内时，通过上坡扩散，分解为两个固相，其结构与原固溶体相同，但成分不同，是成分不均匀的固溶体，这种转变称为调幅分解。
非平衡转变：在非平衡加热或冷却条件下，平衡转变受到抑制，将发生平衡图上不能反映的转变类型，获得不平衡组织或亚稳状态的组织。
不平衡脱溶：合金经高温固溶处理后，在室温或加热到某一温度等温，过饱和固溶体中脱溶析出新相的过程，称为不平衡脱溶。
一级相变：在相变温度下，两相的自由焓及化学位均相等，即：Gα= Gβ，μα=μβ。
如果，相变时的化学位的一阶偏导数不等，则称为一级相变。
均匀形核:当缺陷能为零时，即无缺陷时，晶核将均匀形成，称均匀形核。
不均匀形核:当缺陷能不为零时，晶核将在具有缺陷能△Gd的晶体缺陷处形成，此称不均匀形核。
形核率：是单位时间、单位体积母相中形成的新相晶核的数目。
滑移：在切应力作用下，晶体的两部分沿一定的晶面和晶向发生相对的滑动。
通过滑移产生的变形叫滑移变形。
滑移的特点：不改变晶体的取向； 改变晶体的点阵类型；在晶体表面产生台阶。
滑移带：光学显微镜观察到的塑变后单晶试样表面形成的滑移条纹。
滑移线：组成滑移带的平行线条。
滑移面：能够发生滑移的晶面（原子密度最大或次大的晶面）。
滑移系：晶体中一个滑移面和其上的一个滑移方向的组合，称为一个滑移系。
滑移方向：在滑移面上能够进行滑移的方向（原子密度最大的方向）。
材料科学基础教案
材料科学基础(Foundations of Materials Science)材料工程系材料成型与控制工程专业任课教师-张敬尧绪论(Introduction)一.什么是《材料科学基础》二. 材料科学的重要地位三.学习《材料科学基础》的必要性四.《材料科学基础》涵盖的主要内容五.怎样学好《材料科学基础》一.什么是《材料科学基础》什么是材料科学？什么是材料科学基础？材料科学是研究材料的成分、组织结构、制备工艺、材料的性能与应用之间的相互关系的科学。
其核心为研究材料组织结构与性能的关系。
它是当代科技发展的基础、工业生产的支柱，是当今世界的带头学科之一。
作为分支之一的新兴的纳米材料科学与技术是20世纪80年代发展起来的新兴学科，成为21世纪新技术的主导中心。
材料科学基础是进行材料科学研究的基础理论，它将各种材料（包括金属、陶瓷、高分子材料）的微观特性和宏观规律建立在共同的理论基础上，用于指导材料的研究、生产、应用和发展。
它涵盖了材料科学和材料工程的基础理论。
二、材料科学的重要地位●人类社会发展的历史阶段常常根据当时使用的主要材料来划分。
从古代到现在人类使用材料的历史共经历了6个时代：石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢时代→半导体时代→新材料时代●20世纪70年代，人们把信息、材料和能源称为当代文明的三大支柱；80年代，又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志；90年代以来，把材料、信息、能源和生物技术作为国民经济发展的四大支柱产业。
●1986年《科学的美国人》杂志指出“先进材料对未来的宇航、电子设备、汽车以及其他工业的发展是必要的，材料科学的进步决定了经济关键部门增长速率的极限范围。
” 1990年美国总统的科学顾问Allany.Bromley明确指出“材料科学在美国是最重要的学科”。
1991年日本为未来工业规划技术列举的11项主要项目中有7项是基于先进材料基础之上。
故材料科学是科技发展的基础、技术进步和工业化生产的支柱。
848材料科学基础参考书目-概述说明以及解释
848材料科学基础参考书目-概述说明以及解释1.引言1.1 概述材料科学是一门研究材料性质、结构和性能的学科，涉及到各种材料，包括金属、陶瓷、高分子和复合材料等。
它是多学科交叉融合的产物，涵盖了物理学、化学、工程学和生物学等领域的知识。
在现代科学和工程领域中，材料科学的作用日益重要。
材料的选择和设计直接影响着产品的性能和可靠性，对于实现高效能、低成本和环境友好的材料应用至关重要。
因此，对材料科学的研究、发展和应用具有重要的战略意义。
本文旨在为材料科学领域的学习者和研究者提供一个参考书目，帮助他们系统地学习和掌握材料科学的基础知识。
通过阅读这些参考书目，读者可以了解材料科学的发展历程、基本概念和理论框架，掌握材料的结构、性能和加工方法等方面的知识。
本文将按照以下结构展开：首先，引言部分将介绍材料科学的背景和意义，明确本文的目的；接着，正文部分将着重介绍关键要点，包括材料的结构与性质、材料制备与加工技术等；最后，结论部分将对本文进行总结，并展望材料科学的未来发展方向。
通过阅读本文，读者将能够全面了解材料科学的基本概念和理论，掌握材料的性质与加工方法，为进一步深入学习材料科学打下坚实的基础。
同时，本文提供的参考书目也将为广大学习者和研究者提供了丰富的学习资源，帮助他们更好地开展材料科学领域的研究和开发工作。
文章结构部分的内容可以参考以下的写法：文章结构本文按照以下结构进行叙述。
首先，在引言部分概述了本文的主要内容和目的。
然后，在正文部分分为两个要点进行详细讨论。
最后，在结论部分总结了本文的要点，并展望了未来的发展方向。
具体的结构如下：1. 引言1.1 概述1.2 文章结构1.3 目的2. 正文2.1 第一个要点2.2 第二个要点3. 结论3.1 总结要点3.2 展望未来通过以上结构的安排，本文将系统地介绍848材料科学基础的参考书目。
读者可以借助该结构，更好地理解文章的内容，并有条理地阅读和消化各个部分的知识。
材料科学基础
10、晶体固液界面分为光滑界面和粗糙界面，按照长大速度由慢到快其长大方式依次为（二维晶核长大）（晶体缺陷长大）和（垂直长大）
11、马氏体是碳在（a-Fe）中的过饱和固溶体，淬火钢中马氏体的金相形态有两种，它们是（板条马氏体）和（针状马氏体）。
27、（13），主要是发生（多边形化）。
28、（15）动态回复与动态再结晶是指在变形过程中（软化与形变硬化）同时进行
三判断
1、 层错是由于晶体点阵中局部存在多余的半原子面的结果。
2、 位错属于晶体缺陷，又属于线缺陷。√
3、 通常晶体中原子的扩散激活能愈高，其扩散系数愈大，扩散速度愉快。
18、根据相律，三元系最大平衡相数为（4），此时自由度（0），在相图上表现为（水平面）。
19、扩散第一定律只适合于（稳态）条件，第一定律所表达的基本含义是：在（ ）的条件下，制药浓度梯度存在就会有扩散发生，而且扩散通量与浓度梯度成（正比）变化。扩散流动方向是由（高）浓度向（低）浓度。
20、固溶体合金结晶过程中遵循形核和核长大规律，但它不同于纯金属的是形核时还额外需要（成分）起伏，它也是在（变温）过程中进行的，同时在结晶过程中海始终伴随着（异质原子/溶质原子）的扩散。
4、 简述固溶体合金与纯金属在结晶过程中的区别。
解答：纯金属在结晶时其界面是粗糙的，在正温度梯度下进行长大。由于晶体长大时通过固相模壁散热，固液界面是等温的，若取得动态过冷度界面就向前移动。如果界面局部有小的凸起伸向过热的液相中，小凸起将被熔化，界面一直保持平直，晶体以平面状长大。
固溶体结晶时会出现成分过冷，在固液界面前出现成分过冷区，此时界面如有任一小的凸起将它伸入成分过冷区而获得过冷就能继续生长下去。界面不能保持平直稳定，会出现树枝晶。
材料科学基础基本概念-名词解释
材料科学基础基本概念-名词解释单晶体：是指在整个晶体内部原子都按照周期性的规则排列。
多晶体：是指在晶体内每个局部区域里原子按周期性的规则排列，但不同局部区域之间原子的排列方向并不相同，因此多晶体也可看成由许多取向不同的小单晶体（晶粒）组成点缺陷（Point defects）：最简单的晶体缺陷，在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列。
在空间三维方向上的尺寸都很小，约为一个、几个原子间距，又称零维缺陷。
包括空位vacancies、间隙原子interstitial atoms、杂质impurities、溶质原子solutes等。
线缺陷（Linear defects）：在一个方向上的缺陷扩展很大，其它两个方向上尺寸很小，也称为一维缺陷。
主要为位错dislocations。
面缺陷（Planar defects）：在两个方向上的缺陷扩展很大，其它一个方向上尺寸很小，也称为二维缺陷。
包括晶界grain boundaries、相界phase boundaries、孪晶界twin boundaries、堆垛层错stacking faults等。
空位：晶体中点阵结点上的原子以其平衡位置为中心作热振动，当振动能足够大时，将克服周围原子的制约，跳离原来的位置，使得点阵中形成空结点，称为空位vacancies肖脱基（Schottky）空位：迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置，使晶体内部留下空位。
弗兰克尔（Frenkel）缺陷：挤入间隙位置，在晶体中形成数目相等的空位和间隙原子。
晶格畸变：点缺陷破坏了原子的平衡状态，使晶格发生扭曲，称晶格畸变。
从而使强度、硬度提高，塑性、韧性下降；电阻升高，密度减小等。
热平衡缺陷：由于热起伏促使原子脱离点阵位置而形成的点缺陷称为热平衡缺陷（thermal equilibrium defects），这是晶体内原子的热运动的内部条件决定的。
过饱和的点缺陷：通过改变外部条件形成点缺陷，包括高温淬火、冷变形加工、高能粒子辐照等，这时的点缺陷浓度超过了平衡浓度，称为过饱和的点缺陷(supersaturated point defects) 。
上海交大-材料科学基础-第五章
5. 自由度
在相平衡系统中，可以独立改变的变量（如温 度、压力或组分浓度等）称为自由度。
这些变量的数目叫自由度数，用f表示。
f＝0，无变量系统； f＝1，单变量系统； f＝2，双变量系统
溶解曲线 升华曲线
蒸发曲线
6. 外界影响因素
重建型转变 位 移 型 转 变
复习：
• 什么叫组元？什么是相？ • 何谓相律？ • 凝聚系统的相律是什么？
水（冰、液、汽）；碳（石墨、金刚石）
➢固体机械混合物中有几种物质就有几种相。
铁粉+碳粉
➢一个相可以连续成一个整体，也可以不连续。
水中的冰块
6. 相变：从一种相转变为另一种相的过程。若转变 前后均为固相，则成为固态相变。从液相转变为固相 的过程称为凝固。若凝固后的产物为晶体称为结晶。
二、相平衡
1. 平衡
第五章 单组元相图
第一节 相与相平衡
一、基本概念 1. 组元：组成材料最基本、独立的物质。可以是单
一元素也可以是稳定的化合物。 2.系统（体系）：选择的研究对象称为系统；系统
以外的一切物质都称为环境。 凝聚系统：不含气相或气相可以忽略的系统 如： 合金、硅酸盐系统
例： （1）一般系统 水、空气、酒精溶液、水与油、水与冰 （2）凝聚系统 机械混合物、化合物、固溶体、同新材料的开发从相图可以了解该体系在各种温度和压力下所存在的相态相成分和各个相的含量以及当温度和压力变化时将发生什么类型的相转变在什么条件下转变等第二节单元系相图一单元系统相图的表示和实验测定方法单相系相律fcp21p23p单相状态p1f2两相状态p2f1三相状态p3f0二相图分析相相区