大一材料科学导论知识点
最全的大学材料科学基础复习要点

第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式1 原子结构2 原子结合键(1)离子键与离子晶体原子结合:电子转移,结合力大,无方向性和饱和性;离子晶体;硬度高,脆性大,熔点高、导电性差。
如氧化物陶瓷。
(2)共价键与原子晶体原子结合:电子共用,结合力大,有方向性和饱和性;原子晶体:强度高、硬度高(金刚石)、熔点高、脆性大、导电性差。
如高分子材料。
(3)金属键与金属晶体原子结合:电子逸出共有,结合力较大,无方向性和饱和性;金属晶体:导电性、导热性、延展性好,熔点较高。
如金属。
金属键:依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
(3)分子键与分子晶体原子结合:电子云偏移,结合力很小,无方向性和饱和性。
分子晶体:熔点低,硬度低。
如高分子材料。
氢键:(离子结合)X-H---Y(氢键结合),有方向性,如O-H—O(4)混合键。
如复合材料。
3 结合键分类(1)一次键(化学键):金属键、共价键、离子键。
(2)二次键(物理键):分子键和氢键。
4 原子的排列方式(1)晶体:原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序,各向异性。
(2)非晶体:――――――――――不规则排列。
长程无序,各向同性。
第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构(1)空间点阵:由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。
(2)特征:a 原子的理想排列;b 有14种。
其中:空间点阵中的点-阵点。
它是纯粹的几何点,各点周围环境相同。
描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。
空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。
(3)晶体结构:原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。
特征:a 可能存在局部缺陷;b 可有无限多种。
2 晶胞(1)――-:构成空间点阵的最基本单元。
(2)选取原则:a 能够充分反映空间点阵的对称性;b 相等的棱和角的数目最多;c 具有尽可能多的直角;d 体积最小。
(4)形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。
材料科学导论

(2)过原点O作直线OP,使其平行于待定的晶向。 (3)在直线OP上选取距原点O最近的一个阵点P,确定P点的3个坐标
值。 (4)将这3个坐标值化为最小整数u,v,w,加上方括号,[u v w]即为待
定晶向的晶向指数。若坐标中某一数值为负,则在相应的指数上加 一负号。 8、晶向族:晶体中因对称关系而等价的各组晶向可归并为一个晶向族, 用<u v w> 9、在晶体内凡晶面间距和晶面上原子的分布完全相同,只是空间位向不同 的晶面可以归并为同一晶面族。以{h k l}表示:
晶界和大角度晶界。
28、扭转晶界是小角度晶界的又一种类型,该晶界的结构可看成由互相 交叉的螺型位错所组成。
29、大角度晶界不可以用位错模型描述的原因:大角度晶界中,原子排 列接近无序状态,而位错之间的距离可能只有1,2个原子的大小, 不适用于大角度晶界。
30、晶界的特性: (1)晶界处点阵畸变大,存在着晶界能; (2)晶界的存在会对位错的运动起阻碍作用,致使塑性变形抗力提高,具
20、晶体中的位错来源: (1)晶体生长过程中产生位错,其主要来源有: ①由于熔体中杂质 原子在凝固过程中不均匀分布使晶体先后凝固部分的成分不同,从 而点阵常数也有差异,形成的位错可能作为过渡; ②由于温度梯 度、浓度梯度、机械振动等的影响,致使生长着的晶体偏转或弯曲 引起相邻晶块之间有位相差,它们之间就会形成位错; ③在晶体 生长过程中,由于相邻晶粒发生碰撞或因液流冲击,以及冷却时体 积变化的热应力等原因,会使晶体表面产生台阶或受力变形而形成 位错。 (2)由于自高温较快凝固及冷却时,晶体内存在大量过饱和空位,空 位的聚集能形成位错; (3)应力集中,产生局部区域滑移产生的位错。
材料科学导论重点

word格式-可编辑-感谢下载支持材料导论题目类型:填空题、判断改错题、简答题、论述题第一章1、重要名词:材料、非金属材料、材料科学与工程、生态环境材料2、材料分类:金属、无机非金属、高分子、复合材料、半导体材料复合材料按复合材料分类3、材料科学与工程的组成要素4、材料的发展趋势第二章1、重要名词:强度、硬度、疲劳极限、蠕变极限、断裂韧度2、力学性能:⑴弹性、塑性、强度(基本公式以及指标)⑵硬度(测硬度方法选择。
注意邵氏硬度)⑶疲劳极限(表面强化处理提高疲劳极限)⑷蠕变极限⑸冲击吸收功(韧脆转变温度)⑹断裂韧度(材料的固有性质)3、物理性能(1)、电学性能①超导性的基本特性及三个重要性能指标②影响材料导电性的因素(2)磁学性能顺磁性、抗磁性、铁磁性、亚铁磁性、反磁性、磁滞回线以及他们的图形特点(3)化学性能①化学腐蚀、电化学腐蚀的区别②老化(两种类型降解和交联)(4)课后习题第3 题第三章这章大家自己看看呢,重要点的是原子间的结合键以及不同材料间的结合键第四章1、炼铁的基本反应(燃料的燃烧、冶金反应、造渣)和产品2、炼钢的基本反应、炼钢方法和钢的浇注和钢锭的分类3、合金的结构(特别注意固溶强化)4、晶体缺陷5、金属的结晶过程6、晶粒大小对力学性能的影响以及晶粒细化的方法7、了解经书的成型工艺有哪些类别第五章1、陶瓷的分类2、陶瓷的结构(晶相、玻璃相、气孔)和玻璃相的作用气孔是造成裂纹的根源第六章高分子材料的组成、结构和性能、热固性材料、热塑性材料等第七章复合材料的基体以及增强材料(玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维第九章1、材料的强化方法(细晶强化、固溶强化、位错强化、沉淀强化)2、普通材料的热处理(退火、正火、淬火、回火)调制处理:淬火并高温回火。
材料科学导论复习要点(完结篇)

复习要点(Emphasis of revision)1. 考试是以PPT 和上述参考书内容为主。
2. 试题一共10题,有一半简单计算一半概念题。
3. 试题内容包含在上述复习要点中。
的部分为重点复习内容 ◆ PPT 第二讲 (英文参考书第二章) 原子结构的回顾电子,质子,中子,原子的量子力学,电子态,周期表 固体中的原子键合键能键能(Bond Energy )通常是指在101.3KPa 和298K 下将1mol 气态分子拆开成气态原子时,每个键所需能量的平均值,键能用E 表示。
是表征化学键强度的物理量,可以用键断裂时所需的能量大小来衡量。
基本的原子键离子键,共价键,金属键正负离子间的静电相互作用是离子键的根源。
共价键的本质在于两个原子各有一个自旋相反的未成对的电子,由于原子轨道相重叠而构成价键轨道,导致体系的能量下降。
金属键在本质上和共价键有类似的地方,但是其外层电子比共价键更公有化,电子自由游移于正离子之间,遍及整个晶体,构成近自由电子,这就像是正离子浸在近自由电子的海洋之中。
金属键和共价键最明显的区别就是金属键缺乏方向性和饱和性。
二次键(范德华力) ◆ PPT 第三讲 (英文参考书第三章)结构基元:通过周期性重复排列而组成晶体的最基本的重复单元。
晶体结构−−−−−−→偶极矩的感作用近原子相互作用→荷位移→偶极子(dipoles )范德力面心立方结构,体心立方结构,六角密堆结构原子堆积因素原子堆积系数APF=原子总体积/结构基元体积配位数:相邻原子周围没有电子轨道重叠的参考原子(离子)的数量。
(1)面心立方结构:配位数CN=12每个结构基元的原子数,n=4面上:6×1/2=3角上原子数:8×1/8=1原子堆积系数APF=0.68总体积:结构基元的体积:(2)体心立方结构:a=4R √3配位数CN=8每个结构基元的原子数,n=2中间原子数:1×1=1角上原子数:8×1/8=1原子堆积系数APF=0.68 (3)六角密堆结构:配位数CN=12每个结构基元的原子数,n=6中间原子数:1×3=3角上原子数:12×1/6=2角上原子数:2×1/2=1原子堆积系数APF=0.7 原子堆积系数密度计算:其中:Vc=a 3(FCC 和BCC), a=2R √2(FCC);a=4R √3(BCC);n —原子中的结构基元数;A---分子量;N A =6.023×1023atoms/mol.晶面指数结晶取向◆ PPT 第四讲 (英文参考书第四、五章)点缺陷:包括(空缺,间隙,杂质)晶体中的点缺陷是在晶体晶格结点上或邻近区域偏离其正常结构的一种缺陷。
材料导论重点及归纳

1、材料的定义与分类材料是人类用来制造有用的构件、器件或物品的物质。
材料与物质的区别:①对材料而言,可采用“好”或“不好”等字眼加以评价,对物质则不能这样;②材料总是和一定的用途相联系的;③材料可由一种物质或若干种物质构成;④同一种物质,由于制备方法或加工方法的不同,可成为用途各异的不同类型的材料。
按化学组成和结构特点:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料按材料性能:结构材料、功能材料按使用领域:建筑材料、电子材料、耐火材料、医用材料...2、材料的地位和作用材料是人类社会发展的基础和先导,是人类社会进步的里程碑和划时代的标志。
材料、能源、信息被称为人类社会的“三大支柱” 。
纵观人类利用材料的历史,可以清楚地看到,每一种重要新材料的发现和应用,都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平。
材料科学技术的每一次重大突破都会引起生产技术的重大变革,甚至引起一次世界性的技术革命,大大地加速社会发展的进程,从而把人类物质文明推向前进。
人类文明的发展史就是材料的发展史材料的发展史就是人类文明的发展史石器时代、青铜器时代、铁器时代、? ? ?、半导体时代新材料是高技术发展的基础,是工业革命和产业发展的先导3、材料的性质材料性质:是材料的功能特性和效应的描述,是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反应。
材料性质描述:力学性质:强度、硬度、刚度、塑性、韧性材料在力的作用下所表现出的特性即为材料的力学性质。
(1)弹性模量弹性模量是指材料在弹性极限范围内,应力与应变(即与应力相对应的单位变形量)的比值,用E 表示,即:(2)强度在外力作用下,材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。
(有多种强度类型)材料在外力作用下发生塑性变形的最小应力叫屈服强度,用 d S表示。
工程上规定,试样产生0.2%塑性变形时的应力值为该材料的条件屈服强度,记为 d 0.2。
抗拉强度是将试样在拉力机上施以静态拉伸负荷,使其破坏(断裂)时的载荷。
大一工程材料知识点笔记

大一工程材料知识点笔记一、材料分类1. 金属材料金属材料是指由金属元素组成的材料,常见的有铁、铜、铝等。
金属材料具有良好的导电导热性能和机械性能,广泛应用于工程领域。
2. 无机非金属材料无机非金属材料主要包括水泥、玻璃、陶瓷等。
它们具有高温稳定性和耐腐蚀性,在建筑、医疗等领域有广泛应用。
3. 有机高分子材料有机高分子材料是以碳元素为主要组成元素的聚合物材料,例如塑料、橡胶和纤维等。
它们轻巧且易加工,应用广泛。
4. 复合材料复合材料是由两种或更多种材料组成的材料,具有优异的综合性能。
常见的复合材料有纤维增强复合材料和层状复合材料等。
二、材料的性能和特点1. 机械性能机械性能是指材料在外力作用下的响应能力。
常见的机械性能指标有强度、韧性、硬度等。
不同的工程应用对材料的机械性能有不同的要求。
2. 导电性能和导热性能导电性能指材料传导电流的能力,导热性能指材料传导热量的能力。
金属材料通常具有良好的导电导热性能,而绝缘材料则具有较低的导电导热性能。
3. 耐腐蚀性能耐腐蚀性能是指材料在腐蚀介质中长期使用时不发生明显的腐蚀损失。
对于工作环境存在腐蚀物的工程,需要选择具有良好耐腐蚀性能的材料。
4. 热膨胀性能热膨胀性能是指材料在温度变化时的体积变化能力。
温度变化引起的热膨胀和收缩对工程结构的稳定性和使用寿命有较大影响,因此需要对此进行考虑。
三、常见材料及其应用领域1. 钢铁材料钢铁材料是一种常见的金属材料,广泛应用于建筑、桥梁、汽车制造等领域。
钢铁具有高强度和较好的可塑性,适合承受大力和形状复杂的结构。
2. 水泥混凝土水泥混凝土是一种无机非金属材料,常用于建筑、道路建设等领域。
它具有高强度和较好的耐久性,能够承受较大的压力和外部荷载。
3. 塑料材料塑料材料是一种常见的有机高分子材料,广泛应用于日常生活中的包装、家居用品等。
塑料具有轻质、耐用和成型性好的特点,易于加工和制作。
4. 纤维增强复合材料纤维增强复合材料是一种结构性材料,常用于航空航天、汽车制造等领域。
材料科学与工程知识点大一

材料科学与工程知识点大一材料科学与工程是一门综合性的学科,涉及到材料的结构、性能、制备和应用等方面的知识。
作为大一学生,了解材料科学与工程的一些基础知识是非常重要的。
本文将介绍一些大一学习材料科学与工程时需要了解的知识点。
1. 材料的分类材料可以根据其成分和性质的不同进行分类。
常见的材料有金属、陶瓷、聚合物和复合材料等。
金属具有良好的导电性和导热性,常见的金属有铁、铜和铝等。
陶瓷具有优异的耐热性和耐腐蚀性,如瓷器和玻璃等。
聚合物是由大量重复单元组成的高分子材料,如塑料和橡胶等。
复合材料则是由两种或两种以上的不同材料组合而成,形成新的材料性能。
2. 材料的结构与性能材料的性能与其内部结构密切相关。
晶体结构是材料内部原子或离子的排列方式,晶体结构的不同会影响材料的力学性能和导电性能等。
晶体结构可以通过X射线衍射等方法进行表征。
此外,非晶态结构和多晶结构也是常见的材料结构形式。
3. 材料的制备方法材料的制备方法多种多样,不同的制备方法可以得到不同性质的材料。
常见的制备方法有熔融法、溶液法、气相法和固相法等。
熔融法是将材料加热至其熔点,然后使其冷却凝固得到固体材料。
溶液法是将材料溶解在溶剂中,然后通过溶剂的挥发或沉淀得到所需的材料。
气相法是通过化学反应将气体或蒸汽转变成固体材料。
固相法是在固体材料之间进行反应,生成新的固体材料。
4. 材料性能的测试与评价材料的性能测试对于研究材料的力学性能、导电性能、导热性能等具有重要意义。
常见的测试方法包括拉伸试验、硬度测试、电阻测试和热传导测试等。
材料性能的评价是根据实验结果对材料的性能进行综合评估,判断其是否符合使用要求。
5. 材料的应用领域材料科学与工程在各个领域都有着广泛的应用。
在航空航天领域,需要研究和使用高温合金、复合材料等材料以满足极端环境下的工作条件。
在能源领域,需要研究和开发高效电池材料、光伏材料等以满足能源需求。
在医疗领域,需要研究和应用生物材料以制造人工关节、人工血管等。
大学材料导论知识点总结

大学材料导论知识点总结一、材料的基本概念1、材料的定义:材料是人类使用的各种原始、半成品和成品物质的统称。
它们通常包括金属、陶瓷、高分子材料、复合材料等,并且广泛应用于工业、建筑、医疗、航天航空等领域。
2、材料的分类:可以根据不同的属性将材料划分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
金属材料包括铁、铜、铝等金属元素及其合金;非金属材料包括陶瓷、高分子材料等;复合材料是由两种或两种以上不同种类的材料组成的混合材料。
3、材料的性能:材料的性能包括力学性能、物理性能、热学性能、电学性能、化学性能等。
在材料导论中,学生将学习如何通过实验或者理论计算等方法来评价和分析材料的各种性能。
二、材料的结构和性质1、金属材料的结构和性质:金属材料通常以金属原子通过金属键连接而成的结晶结构,具有良好的导电、导热、可塑性和韧性等性质。
在材料导论课程中,学生将学习如何通过晶体学和相变等知识来理解和分析金属材料的结构和性质。
2、非金属材料的结构和性质:非金属材料通常以共价键或者离子键连接而成的分子、离子或原子结构,具有较好的绝缘、耐热、耐腐蚀等性质。
学生将学习如何通过结构化学等知识来理解和分析非金属材料的结构和性质。
3、复合材料的结构和性质:复合材料由两种或两种以上不同种类的材料组成,它具有各种不同种类材料的优点,并且能够弥补各种不同种类材料的缺点。
在材料导论中,学生将学习复合材料的组成、制备方法、结构和性质等知识。
三、材料的应用和研究方法1、材料的应用:材料广泛应用于工业、建筑、医疗、航天航空等领域。
在材料导论课程中,学生将学习各种材料的应用领域、特点以及相关的工程实例。
2、材料的研究方法:为了解释和分析材料的结构与性质,学者们提出了许多研究材料性质的方法。
例如,X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等方法可以用来研究材料的结构;拉伸实验、冲击实验、硬度实验等方法可以用来研究材料的力学性能。
在材料导论中,学生将学习这些研究方法的原理、应用和操作技巧。
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大一材料科学导论知识点
材料科学导论是材料科学与工程专业的基础课程之一,它主要
介绍了材料科学的基本概念、发展历程以及相关的核心知识点和
理论基础。
本文将围绕大一材料科学导论的知识点展开论述,帮
助大家更好地理解和掌握这门课程。
一、材料的基本概念
在学习材料科学导论之前,首先要了解材料的基本概念。
材料
是人类用来满足需求的物质实体,可以分为金属材料、非金属材
料和复合材料等多种类型。
材料的性能取决于其组成成分、结构
以及制备工艺。
二、材料的分类和性能
1.材料的分类
材料可以按照其成分和结构进行分类。
按成分可分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料等;按结构可分为晶体材料、
非晶材料和纳米材料等。
2.材料的性能
材料的性能是指材料在特定条件下表现出来的特征和行为。
常
见的材料性能包括力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能和
光学性能等。
三、材料性能与结构的关系
1.影响材料性能的因素
材料的性能与其结构密切相关。
材料的微观结构可以通过原子、微观晶体结构来描述,而宏观结构指的是材料在大尺度上的形态
和组织结构。
不同的结构会对材料的性能产生不同的影响。
2.结构与性能的关系
结构与性能的关系是材料科学研究的重要内容。
例如,晶体结
构的不同会导致材料的力学性能有所差异,非晶态结构则决定了
材料的导热性能。
了解结构与性能的关系有助于我们设计和选择
适用于特定应用的材料。
四、材料的制备和加工
1.材料的制备方法
材料的制备方法多种多样,包括传统的熔炼、冶金、陶瓷制备,以及近年来发展起来的各种先进制备技术,如纳米材料的制备、
薄膜的制备等。
2.材料的加工方法
材料的加工是将原始材料进行成型、改变形状的过程。
常见的
加工方法有锻造、铸造、焊接、涂覆、切削等。
不同的材料对应
不同的加工方法,选择合适的加工方法可以提高材料的性能和使
用价值。
五、材料的性能测试和评价
为了评估材料的性能是否满足使用要求,需要进行性能测试和
评价。
常用的材料测试方法包括力学测试、热学测试、电学测试
和光学测试等。
通过测试结果,可以对材料的性能进行评价和比较,从而选取最适合的材料。
六、材料的应用领域和发展趋势
材料科学在现代工程技术中起着重要的作用,广泛应用于能源、环境、制造和生物医药等领域。
随着科学技术的发展,材料科学
也在不断创新和进步,例如纳米材料、生物材料和功能材料的研
究与应用。
综上所述,大一材料科学导论的知识点涵盖了材料的基本概念、分类和性能,结构与性能的关系,材料的制备和加工,性能测试
和评价,以及材料科学的应用领域和发展趋势。
通过学习这门课程,可以初步了解材料科学的基础知识,为将来深入学习和研究
材料科学奠定坚实的基础。