材料科学基础PPT精品课件

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《材料科学基础》PPT课件

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w(Cu)为35%的Sn-Cu合金冷却到415℃时发生L+ε→η的包晶转变,如图 7.35(a)所示,剩余的液相冷却227℃又发生共晶转变,所以最终的平 衡组织为η+(η+Sn)。而实际的非平衡组织(见图7.35(b))却保留相 当数量的初生相ε(灰色),包围它的是η相(白色),而外面则是黑色 的共晶组织。
Pt等。
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图7.30所示的PT-AG相图是具 有包晶转变相图中的典型代 表
图中ACB是液相线,AD,PB是固相线,DE是Ag在Pt为基的α固溶体的 溶解度曲线,PF是Pt在Ag为基的β固溶体的溶解度曲线。水平线DPC是包晶转变 线,成分在DC范围内的合金在该温度都将发生包晶转变:
LC+αD βP 包晶反应是恒温转变,图中P点称为包晶点
室温平衡组织 为:β+αⅡ
合金Ⅱ缓慢冷至包晶转变前的结晶过程与上述包晶成分合金相同,由于合金Ⅱ中的液相 的相对量大于包晶转变所需的相对量,所以包晶转变后,剩余的液相在继续冷却过程中, 将按匀晶转变的方式继续结晶出β相,其相对成分沿CB液相线变化,而β相的成分沿PB线 变化,直至t3温度全部凝固结束,β相成分为原合金成分。在t3至t4温度之间,单相β无 任何变化。在t4温度以下,随着温度下降,将从β相中不断析出αⅡ。
第七章 二元系相图及其合金的凝固
制作人:李凌锋 080207022
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7.3.3包晶相图及其合金凝固
1.包晶相图 2.包晶合金的凝固及其平衡组织 3.包晶合金的非平衡凝固 7.3.4溶混间隙相图与调幅分解
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ONE.包晶相图
包晶转变定义:
组成包晶相图的两组元,在液态可无限互溶, 而在固态只能部分互溶。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。具有包晶转 变的二元合金有Fe-C,Cu-Zn,Ag-Sn,Ag-

大学材料科学基础第2章 材料中的晶体结构PPT课件

大学材料科学基础第2章  材料中的晶体结构PPT课件

30.10.2020
DALIAN JIAOTONG UNIVERSITY
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2.点阵常数
晶胞棱边长度a、b、c与原子半径r之间 的关系:
体心立方结构(a=b=c) a = 4 (√3 /3) r
面心立方结构(a=b=c) a = 2 (√2 ) r 密排六方结构(a=b c) a = 2r
30.10.2020
阵点——构成空间点阵的每一个点
晶格——将阵点用一系列相互平行的直线连接 起来形成空间格架
晶胞——构成晶格的最基本单元
30.10.2020
DALIAN JIAOTONG UNIVERSITY
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图2-1 晶体结构 a) 晶体 b) 晶格 c) 晶胞
30.10.2020
DALIAN JIAOTONG UNIVERSITY
式中, Ni 、 Nf 、 Nr分别表示位于晶胞内部、 面心和角顶上的原子数;m为晶胞类型参数, 立方晶系的m = 8,六方晶系的m =6。 体心立方 N = 1 + 81/8 = 2 面心立方 N = 6 1/2+ 81/8 = 4 密排六方 N = 3 + 2 1/2+ 121/6 = = 6
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晶向指数间的关系
① 一个晶向指数代表着相互平行、方向一致的所有晶向; ② 若晶体中两晶向相互平行但方向相反,则晶向指数中的数
字相同,而符号相反。 ③晶向族——晶体中原子排列情况相同但空间位向不同的一
组晶向称为,用<UVW>表示。
立方晶系:<111> =
非立方晶系: <100> [100]、[010]、[001],因为在这三个 晶向上的原子间距分别为a、b、c,其上的原子排列情况 不同,性质亦不同,所以不能属于同一晶向族。

材料科学基础第一章材料结构的基本知识ppt课件

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3、金属键 • 通过正离子与自由电子之间相互吸引力使原子结
合的结合键。 • 价电子脱离原子成为“电子气”,正离子整齐地
排列在 “电子气”的海洋中. • 金属具有高的密度,良好的塑性,导电,导热,
固态溶解
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二、二次键 1、范德瓦耳斯键 • 具有稳定电子结构的原子或分子通过电偶极矩相
Cu : …3p63d104s1
K:…3p64s1
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5、电负性呈周期性变化:同周期自左至右逐渐增强, 同族自上而下逐渐减弱
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第二节 原子的结合键
• 一次键 • 二次键 • 混合键 • 结合键的本质及原子间距 • 结合键与性能
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按结合力强弱分:
• 一次键:通过电子的转移或共享使原子结合的结 合键.包括离子键、共价键、金属键,结合力较 强.
晶体: 有确定熔点 单晶体各向异性 多晶体各向同性
非晶体: 无确定熔点 各向同性
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二、 原子排列的研究方法
• X射线或电子束 • 衍射原理 布拉格定律:
2dsinn
根据衍射分布图,可 分析晶体中原子排列 的特征(排列方式、 原子面间距等)
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第四节 晶体材料的组织
1、结晶过程及多晶组织
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由表可见,A、B原子间的电负性差越大,所 形成的 AB 化合物中离子键结合的比例越高
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2、一次键与二次键混合 例如: • 石墨: 片层中为共价键,片层间

无机材料科学基础(共117张PPT)

无机材料科学基础(共117张PPT)

无机材料科学基础
29
四次旋转反伸轴
L
4 i
无机材料科学基础
L
4 i
A
B
C
D
30
六次旋转反伸轴
L
6 i
L
6 i
无机材料科学基础
三方柱
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5 、旋转反映轴——映转轴(Lsn)
映转轴由一根假想的直线和垂直于直线的一个平面构成, 即图形绕此直线旋转一定角度后并对此平面进行反映后,相 同部分重复出现。 旋转反映轴有:L1s、L2s、L3s、L4s、L6s。
2、《硅酸盐物理化学》 浙江大学等 建工出版社
3、《结晶学》
翁臻培等
建工出版社
4、《陶瓷导轮》
W.D. 金格瑞等 建工出版社
5、《如何看硅酸盐相图》 沈鹤年·
轻工出版社
6、《固体材料结构基础》 张孝文等
建工出版社
7、《无机材料物理化学》 叶瑞伦等
建工出版社
无机材料科学基础
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6
第一章 结晶学基础
何谓结晶学?
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一个晶体中可以有对称面,也可以没有对称面;可以有一个,也可 以有多个,但最多不能超过9个。
1P
5P
无机材料科学基础
24
3 、对称轴(Ln):通过晶体中心的一条假想的直线,绕这 条直线旋转一定的角度后,能使图形相 同的部分重复出现
对应的对称操作:绕对称轴的旋转 轴次(n):旋转一周重复的次数 基转角():重复时所旋转的最小角度
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§1-1 晶体的基本概念与性质
一、 晶体的基本概念
1、晶体的基本概念
以NaCl晶体为例
Cl Na
0.563nm
晶体:内部质点在三维空间按周期性重复排列的固体; 或具有格子构造的固体。

材料科学基础第三章 62页PPT文档

材料科学基础第三章 62页PPT文档
• 当温度高于Tm时,GL<GS,固态自动熔化 为液态;当温度低于Tm时,GL>GS,液态 自动转化为固态。
• 单位体积自由能变量ΔGB与过冷度变量ΔT 的关系:
• ΔGB=GL-GS=(HL-HS)-T(SL-SS) • H因L此-H:S=SLLm-(S熔S=化Lm潜/T热m); T=Tm时, ΔGB=0。 • 当 为T常<数Tm,时则,:因为SL-SS的变化很小,可视
• 与均匀形核功ΔG(式3-9)相比,此式多一项 系数: (2-3cosθ+cos3θ)/4
• 讨论:
• 当θ=0时,ΔG’=0,此时固体杂质相当于现 成的核,结晶不需要形核功;
• 当θ=π时,ΔG’=ΔG,此时固体杂质不起促 进晶胚成核作用;
• 一般情况下,θ在0º~180º之间,ΔG’<ΔG。 即非均匀形核比均匀形核所需要的形核功 小,且随θ角的减小而减小。
• 3.3.1.2 临界成核:当r=rk时,晶胚可能消 失,也可能长大,称其为临界晶核。其半
径rk称为临界晶核半径。
• 临界晶核的自由能变化为0,由式(3-9)可得:
• rk=2σ/ΔGB
(3-10)
• 此式表明:临界晶核半径与晶胚的单位面
积自由能成正比;与晶胚的单位体积自由
能变化成反比。
• 因ΔGB=LmΔΤ/Tm
• 3.3.2 非均匀形核 • 金属实际凝固的过冷度一般不超过20ºC,
远远低于均匀形核的0.2Tm。这是由于非均 匀形核的结果。
• 3.3.2.1 非均匀形核 • 的形核功:液相在 • W相基底上形成球 • 冠状的S晶核,其 • 曲率半径为r,接触 • 角(湿润角)为θ。
• 以 晶σ胚LSW与,WσS和W和S与σS液L分相别L之表间示的液界体面与能基。底在W纯,

材料科学基础ppt

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组织是指用金相观察方法观察材料内部时看到的涉及晶体或晶粒大小、方向、形状排 列状况等组成关系的组成物。不同的组织具有不同的力学性能和物理性能。
第一章 材料结构的基本知识
一、原子的电子排列
第一节 原子结构
原子
原子核
中子 质子
核外电子
原子的结构示意图
原子的运动轨道是有四个量子数所确定的,它们分别为主量子数、次量子数、磁 量子数以及自旋量子数。四个量子数中最重要的是主量子数n(n=1、2、3、4·····),
正方晶系: d h k 1 / l h [ /a ) ( 2 ( k /b ) 2 ( l/c ) 2 ] 1 /2
六方晶系:
d h k 1 / l4 / [ 3 ( h 2 h k k 2 ) /a 2 ( l/c ) 2 ] 1 /2
第二节 纯金属的晶体结构
一. 典型金属的晶体结构
金属晶体中的结合键是金属键,由于金属键没有方向性和饱和性,使大多数金属晶 体都具有排列紧密、对称性高的简单晶体结构。最常见的典型金属通常具有面心立方(A1 或fcc)、体心立方(A2或bcc)和蜜排六方(A3或hcp)三种晶体结构。
四. 晶面间距
1. 晶面间距:相邻两平行晶面间的距离。
2. 计算公式
对于各晶系的简单点阵,晶面间距与晶面指数 (hkl) 和点阵常数(a,b,c)之间有如下
关系:
立方晶系:
dhk la/h ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2k2l2]1/2
四方晶系:
d h k1 l/h [2 (k 2 )/a 2 ( l/c )2 ] 1 /2
二.材料性能与内部结构的关系
材料的不同性能都是由其内部结构决定的。从材料的内部结构来看,可分为四个 层次:原子结构、结合键、原子的排列方式(晶体和非晶体)以及显微组织。
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绪 论
材料科学基础
Foundations of Materials Science
绪 论

教学目的与要求

1.掌握材料科学研究的内容及其要素之间的逻辑关系. 2.了解材料发展的现状与发展趋势. 3.了解本课程的主要内容和学习方法.
2015/11/23
材料科学与工程学院材料学教研室
2
绪 论
绪论部分主要介绍以下几个方面的内容:
绪 论
2015/11/23
材料科学与工程学院材料学教研室
9
绪 论 材料的历史:300,000 BC—3,500 BC
• 燧石:神奇的石头,这种容易制成工具 的石头,开始了制陶业的发展 (300000BC)。 • 天然金与铜被用作工具与武器,开始了 人类金属的使用(5500 BC) • 熔炼和锤击改变了铜的性能-材料开始发 展 (5000 BC)
绪 论
云纹铜禁:春秋中期,1978年河南淅川下寺出土。 高28.8厘米,器身长103厘米,宽46厘米,禁为 承置酒器的案,其器身以粗细不同的铜梗支撑多 层镂空云纹,十二只龙形异兽攀缘于禁的四周, 另十二只蹲于禁下为足。这是我国迄今发现用失 蜡法铸造的时代最早的铜器,其工艺精湛复杂, 莲鹤方壶:春秋,1923年河南 令人叹为观止。 新郑李家园出土。高117厘米, 2015/11/23 15 材料科学与工程学院材料学教研室 口长30.5厘米,口宽24.9厘米。
一. 什么是材料和材料科学基础?
二. 材料科学的地位和作用。
三. 材料的分类。
四. 为什么要学习《材料科学基础》?
五.《材料科学基础》课程的主要内容。
六.《材料科学基础》课程的特点、学习方法和安排。
2015/11/23 材料科学与工程学院材料学教研室 3
绪 论
提到“材料”,同学们会想到什么?列举一下现
石斧、凿、刀、铲、箭头、纺 轮、钵等(西安半坡遗址)
2015/11/23
材料科学与工程学院材料学教研室
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绪 论 • 金属铸造工艺-人们得到了他们需要的形状 (4000BC、最早 的模铸件:一个铜制杖头) • 从矿石中提炼铜-冶金业的黎明 (3500BC、埃及古墓壁画是 人类冶金业的最早纪录之一 ) • 青铜的使用-制造合金 ( 3000BC、青铜:第一种合金)
2015/11/23 材料科学与工程学院材料学教研室 6
绪 论
二、材料的地位和性质
• 每一种新材料的应用是人类进化和发展的里程碑。 材料是人类社会发展的巨大推动力,生产工具制造 的物质基础是材料 材料的发展史就是人类社会的发展史。 材料的发展史就是科学技术的发展史。
• •
2015/11/23
材料科学与工程学院材料学教研室
Байду номын сангаас
2015/11/23
材料科学与工程学院材料学教研室
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绪 论
湖北江陵楚墓出土越王勾践宝剑
2015/11/23 材料科学与工程学院材料学教研室 12
绪 论 三星堆遗址文化距今4800~2800年, 延续时间近2000年(1986年四川广汉三星堆)
青铜立 人像: 商代晚 期,人 像人像 高172厘 米,底 座高90 厘米, 通高261, 厘米, 整体由 立人像 和台座 两大部 分接铸 而成。
代生活中用到了哪些材料?给材料下个定义。
请同学们能不能根据材料的发展来划分历史?如
果能,是怎样划分的?
材料科学与材料工程有什么区别? 请问同学们材料是怎样分类的? 如何认识材料的科学问题?
2015/11/23 (链接) 4
材料科学与工程学院材料学教研室
绪 论
一.什么是材料和材料科学基础?
材料(Materials)是指人类社会能接受地,经济地的制 造有用物品的物质。是具有满足指定工作条件下使用要求的 形态和物理性状的物质。 广义的材料:包括人们的思想意识之外的所有物质 (substance)。材料是国民经济的物质基础。 材料包括:天然材料和人工材料。 材料无处不在,无处不有:工农业生产、国防、科学技 术、人民生活。 材料、能源和信息是现代技术的三大支柱(1998)。 生物工程、信息技术和新材料是现代技术的三大支柱。 材料品种、数量和质量是国家现代化程度标志之一。 2015/11/23 5 材料科学与工程学院材料学教研室
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绪 论
1.材料的发展史,就是人类社会的发展史
• 由于材料的重要性,历史学家常常根据人类使用的材料来划分 人类社会发展的历史阶段。从古代到现在人类使用材料的历史共经 历了七个时代,其中的有些时代持续了几个世纪,各时代的开始时 间: • 旧、新石器时代(公元前10万年) 材料发展动力: • 陶器时代 社会需求(市场拉动) • 青铜器时代(公元前3000年) 技术发展(技术推动) • 铁器时代(公元前1000年) 科学发展(对物质的了 • 水泥时代(公元0年) 解,是创新的源泉) • 钢时代(1800年) • 硅时代(1950年) • 2015/11/23 新材料时代(1990年、特征是多种材料并存) 8 材料科学与工程学院材料学教研室
青铜辫索冠人头像:高13.7厘 米祭祀坑出土圆头顶,头戴辫 索状帽箍,耳较圆,两耳各有 三个穿孔,耳上端的鬓发清晰 2015/11/23 可 见。颇具土著风格
青铜鹰形铃:高14.24厘米, 宽6.5厘米,厚3.55厘米, 铃 呈鹰蹲栖状,两侧有翼状扉 棱,两面有羽翅状阴纹。 材料科学与工程学院材料学教研室
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绪 论
神兽:春秋时期,高48厘米,1990年河南省淅 川徐家岭楚墓出土。龙首、虎颈、虎身、虎尾、 编钟:春秋中期,1978年河南淅川出土, 龟足,张口吐舌,牙齿犀利。龙首上附六条蛇 最大钟通高120.4厘米,舞修52.3厘米, 形龙。脊背上有有一方座,座上有一神兽也为 铣间59.7厘米。该钟一组26件,形制相同, 龙首,口衔一条龙,龙 首。通身饰动物纹和 2015/11/23 14 材料科学与工程学院材料学教研室 云纹,满嵌绿松石 大小依次递减。
绪 论 材料科学(Materials Science)是研究材料的成分、组 织结构、制备工艺、加工工艺、材料的性能与材料应用之间的
相互关系的科学。材料科学是当代科学技术发展的基础、工业
生产的支柱,是当今世界的带头学科之一。
材料科学基础(Foundations of Materials Science)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、高分子材料等)的微观结构和宏观结构规律建立在共同的 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。
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