材料科学基础上考试资料

材料科学基础背记要点

一、填空题

1.

晶体非晶体

根本区别质点在三维空间存在有规律

的周期排列

质点在三维空间不存在有规

律的周期排列

熔化时具有固定的熔点没有固定的熔点，只有一个

软化温度范围

性能具有各向异性具有各向同性

2.金属的通性：良好的导电导热性；正的电阻温度系数；不透明性，具有金属光泽；良好的延展性；

3.

离子键共价键金属键分子键氢键

结合方式正离子和负

离子静电吸

引力吸引

相邻原子共

用电子对

正离子和电

子云结合

分子或原子

团之间存在

极性，存在于

中性的原子

和原子团之

间的结合力

含H物质中，

H和其他原

子之间形成

共价键，之后

与另一原子

结合所形成

的附加键

结合类型化学键化学键化学键物理键物理键

微观和宏观

性能结合力大；晶

体高强度，高

硬度，脆，热

膨胀系数小，

是良好的绝

缘体。

具有8-N规

则，方向性

强，结合力

大。晶体具有

高强度，高硬

度，较脆；熔

点高

晶体具有良

好塑性，具有

良好的导电

导热性。

结合力小，晶

体易变形，熔

点低，硬度

低。

具有方向性，

结合力较强，

比离子键和

共价键的结

合力要小

举例部分陶瓷材

料，NaCl

陶瓷，聚合

物，Si

金属元素结

合物

塑料，陶瓷

4.晶向指数确定步骤：①建立坐标系，选原点，定三个基矢，以晶胞边长为坐标轴单位长度。

②做直线平行于待标识的晶向，或标定晶向的直线，通过坐标原点。③确定通过原点直线上任一一点的坐标值。④将坐标值化为最小整数，并加上方括号。

5.晶面指数确定步骤：①建立坐标系。②确定晶面在各个坐标轴上的截距。③取截距的倒数，并通分，化为最简整数比。

6.一个晶向指数代表着相互平行，方向一致的所有晶向，如果晶体中的两个晶向相互平行，方向相反，则晶向指数中的指数相同而符号相反。

7.晶面指数的实际意义是晶面的法向量，因此晶面指数不是指的一个晶面，而是代表着一组相互平行的晶面，相互平行的晶面之间的晶面指数相同，或者数字相同而正负号相反。

8.晶体中的任一晶面都至少属于两个晶带，对于任意两个不互相平行的晶面，但是从属于同一个晶带时，这两个晶面的交线就是晶带轴。

9.绝大多数金属元素具有的三种简单的晶体结构是：面心立方fcc，体心立方bcc和密排六方hcp。

10：三种简单晶体结构的区分：

面心立方fcc 体心立方bcc 密排六方hcp

常见金属Al,Cu,Ni,Au,Pt,Pb,γ

-Fe α-Fe，δ-Fe，W，

Mo，Ta，Nb，V，β

-Ti

Mg,Zn,Cd,α-Be,α

-Ti，α-Zr,α-Co

点阵常数a,b,c关系a=b=c a=b=c a=b≠c

点阵常数和原子半径

关系，单位是nm。

√3a=4r √2a=4r a=2r

原子密排面{hkl} {111} {110} {0001}

原子密排方向 <110> <111> <11(-2)0>

晶胞中的原子个数n 4 2 6

配位数CN 12 8,（8+6）12,(6+6)（只有当c/a

是1.633时，配位数

是12，当不成立时，

可以表示为6+6）

致密度K 0.74 0.68 0.74

堆垛方式ABCABC.... ABAB.... ABABAB...

间隙类型正四面体正八面体四面体扁八面体四面体正八面体一个晶胞的间隙数目8 4 12 6 12 6

离子半径√2a/4 √3a/4 a/2

Rb/Ra 0.225 0.414 0.291 0.155 0.225 0.414 11.原子半径受外界条件的影响，一般受到温度，压力，结合键和配位数的影响，晶体中的原子之间并非刚性接触，在压力增大或者温度降低的情况下，原子之间的距离可以被压缩改变；一般结合键强度增大时，原子间距减小；配位数减小时，原子半径减小，溶蚀，原子核外层电子结构的影响，原子半径会产生周期性变化。

12.固溶体的分类：按照溶质原子在中级点阵中所占据的位置的不同可以分为置换固溶体和间隙固溶体，按照溶解度的大小分类可以分为无限固溶体和有限固溶体，按照组元分子在点阵中的排列是否有序可以分为无序固溶体和有序固溶体。

13.影响固溶度的因素：①原子尺寸因素：有利于大量固溶的原子尺寸条件为两个组元的原子半径相差不超过15%。②晶体结构因素：对于置换固溶体，溶质与溶剂晶体结构类型相同是他们能够组成无限固溶体的必要条件。③电负性因素：电负性相差绝对值不超过0.4时有利于形成固溶度，在低于0.4的条件下，电负性差值越大，越有利于增大固溶度，在超过0.4的条件下，电负性差值越大，越有利于形成化合物。④电子浓度因素：同样数量的溶质原子溶解时，其电子浓度增加越快，固溶度就越小。

14.固溶体的重要特点：仍然保持溶剂的晶体结构。

15.固溶体要达到完全有序化需要满足的条件：①首先是异类原子之间的相互吸引力必须大于同类原子的吸引力。②其次是固溶体的成分要相当于一定化学式的成分。③具有较慢的冷却速度。

16.金属间化合物的特性：高硬度，高熔点，塑性差。

17.液态特性：液态是介于固态和气态之间的一种物质状态，像固态一样具有一定的体积，不易被压缩，又像气体那样没有固定的形状，具有流动性和各向同性。

18.金属熔化时体积变化的原因：质点间间距增大、形成了大量空位。

19.过冷度对金属结晶的影响：金属纯度越高，过冷度就越大，冷却速度越快，过冷度也越大，过冷现象时金属结晶中的重要现象，过冷是结晶的必要条件。

20.在均匀形核的过程中，晶核的形成是与结构起伏和能量起伏有关的。

21.金属玻璃的形成条件：对于一定成分的任何合金，当凝固冷却速度足够高，过冷熔体的温度足够低时，就可能抑制结晶的生成，形成金属玻璃。

22.能量起伏是指，金属从液态冷却到固态的主要驱动力是液态和固态的自由能差值，自由能差值越大，驱动力就越大，凝固过程就越快。

23.临界晶核：根据能量起伏中自由能和晶胚半径的关系，已知存在临界半径，在临界半径之下的晶胚不能稳定成长，大于临界半径的晶胚才能够成核，等于临界半径的晶胚两者皆可。可求得临界半径公式为：

24.形核率的影响因素：随着过冷度的增加，综合能量起伏条件和原子扩散能垒条件，形核率将减少。

25.由于金属凝固时一般都要与结晶的模壁有接触，金属实际凝固都是非均匀形核。

26.润湿角对非均匀形核过程的影响：①当θ=0°时，说明固体杂质相当于现成的晶核，不需要形核功，这种情况称为完全浸润，当液相和固相是同一物质时才会存在。也称为晶体基底的外延。②θ=180°时，固体杂质的表面没有促进晶体形核的作用，这种现象称为完全不浸润。一般情况下，润湿角都在两者之间变动。

27.一般情况下，非均匀形核所需要的形核功比均匀形核的要小。而且随着θ的减少而减少。

28.非均匀形核的形核率：除开受到主要因素过冷度的影响之外，还要受到液体内部固体质点性质、数量、形貌以及其他物理因素的影响。

29.晶核长大的过程就是液体中原子迁移到晶体表面的过程，也就是固液界面前沿向液体内部推移的过程，必须在过冷的条件下进行。

30.固液界面前沿的温度梯度对结晶情况的影响：①正温度梯度：固液界面始终为光滑界面，在晶体长大的过程中，即使表面存在成长出来的枝晶，也会因为液态温度过高而最终熔化。

②负温度梯度：固液界面主要为枝晶生长状态，由于温度梯度为负，则固体周边液体的温度会低于生长出来的固体枝晶，从而继续造成过冷，而加速生长，最终会成长为粗糙界面。31.枝晶长大的方式具有特定的方向性：面心立方和体心立方的物质，长大方向均为<100>，体心正方的长大方向为<110>，而密排六方的结构为<10（-1）0>

32.铸锭组织通常有表面细晶区（激冷区），柱状晶区，中心等轴晶区三个部分组成。

33.铸锭的宏观组织控制：特殊情况下能够全部得到柱状晶，或者全部是等轴晶。

34.控制晶粒的大小的方式：增加过冷度，变质处理，振动、搅拌。

35.非晶态金属的特点：具有很好的室温强度、硬度和刚度，具有良好的韧性和塑性。

36.由于非晶态无晶界，相界，无位错，无成分偏析，所以有很高的耐蚀性以及高电阻率、高导磁率、低磁损和低声波衰减率等特性，广泛用于高技术领域。

37.激冷凝固技术按工艺可以分为三类：即模冷技术、雾化技术和表面快冷技术。

38.铸锭表面细等轴晶层形成过程：金属熔体进入铸型，和模壁接触，迅速冷却散热，凝固在型壁处优先进行，模壁同时能促进非均匀形核，因此提高了形核率，晶核向各个方向自由生长，形成表面细等轴晶层。

39.铸锭柱状晶区形成过程：等轴激冷晶区形成后，金属熔体只能通过激冷层和模壁进行传热，降低了传热效率之后，主轴和模壁垂直的枝晶优先长大，可超越取向不大有利的相邻晶粒，形成较为粗大的，与模壁垂直的柱状晶带。

40.铸锭中心等轴晶区的形成过程：柱状晶完成凝固之后，散热速度降低，剩余金属液体内部的温差变下，可能出现各处温度都降低到熔点以下的情况。当金属液体中存在的游离晶体

具备长大条件时，就会向各个方向长大，形成中心等轴区。

41.晶粒细化技术：对于小工件的晶粒细化手段，可以采用增加冷却速度的手段，对于大工件往往采用添加形核剂的办法。除此之外，晶粒的细化还能够采用机械振动，超声波振动，电磁搅拌的等措施。另外，在其他条件相同的情况下，金属模比砂模的导热性能好，浇铸时，低温浇铸比高温浇铸的形核率高，铸锭组织更加细小。

42.相和相之间必然存在界面，但是之间存在界面的不一定是两个相，从属同一相的液体被分割成许多液滴，仍然是同一相，固体同样。合金中同一相的不同晶粒之间也存在界面。43.吉布斯相率：f=C-P+2，C指合金组元数，P指平衡共存的相数，f指自由度，2指温度和压强两个因素。从上可知，对于纯金属最多只有两相平衡，但是二元合金系可以存在三相平衡，而此时的自由度为0。

44.杠杆定律：见书5.1.2，只有在平衡结晶条件下才能够使用杠杆定律。

45.目前为止，手册中的合金相图都是用实验方法测绘出来的，测绘常用方法有：热分析法，金相组织法。

46.和纯金属相比，固溶体合金凝固有两个特点：①固溶体合金凝固时析出的固相成分和原液相不相同。②固溶体合金凝固需在一定温度范围内进行，在此温度范围下的每一温度，只能凝固出一定数量的固相，随着温度的降低，固相的量才会增加。即存在两项平衡区。只有在遇上固相线的时候，凝固才会完成。

47.由于析出成分不同，因此，在凝固时，固溶体合金需要三个条件：结构起伏，能量起伏和成分起伏。

48.因为冷却速度过快，合金中可能存在严重的枝晶偏析，会导致合金的塑性显著下降，不便于压力加工，为消除枝晶偏析，可进行均匀化退火。

49.成分过冷对晶体成长形状和铸锭组织的影响：受到成分过冷的影响，原本平整的固液界面前沿会生长出一个凸瘤，同时，因周围熔体的影响，凸瘤会稳定的单向生长，若成分过冷情况严重，会继续生长为树枝晶或胞状树枝晶。

50.细等轴晶具有成分均匀和综合性能好的优点。获得细等轴晶的方法是采用有效的变质剂，如果再利用成分过冷原理，就能够在凝固的前沿顺次形成新晶核带，而不会形成柱状晶，从而可能全部获得细等轴晶。

51.合金中溶质浓度的增大，凝固范围的增大，成分过冷区的增大，有利于等轴晶的形成。

52.共晶组织的基本特征：两相交替排列，组织较为细密，共晶晶粒的定向凝固的横截面呈片层状。

53.共晶合金的优点：①有良好的流动性，能够很好的填充铸模，②在一个合金系当中，共晶的熔点最低，可以使熔化和铸造的工艺简化，降低能源消耗和坩埚腐蚀。保险丝和焊料的材料要求熔点低，可以用共晶熔点特性配置易熔合金。③利用定向凝固使共晶两相获得细密而均匀的定向排列，可以制造共晶复合材料。

54.共晶组织形成体系有三种：①粗糙-粗糙界面，（金属-金属型共晶，规则共晶）②粗糙-平滑界面（金属-非金属型）③平滑-平滑界面（非金属-非金属型）

55.形成稳定化合物的二元相图，在相图中，稳定的化合物表示为一条垂直线，不能溶解组成它的任一组元。

56.形成不稳定化合物的二元相图：所有由包晶转变形成的中间相均属不稳定化合物，不稳定化合物不能视为独立组元而将相图划为独立的几个相图区间。

57.相图分析：相图中的全部线条都是代表着发生相转变的温度和平衡相的成分。合金在加热和冷却过程中，每遇上一条线，就会发生某种相转变，并且向成分随着温度的改变也是沿着这些线条变化的。由线条围成的区域有单相区，两相区和三相区三种，在二元相图中，三相区通常为一条直线。相图中两个相邻相区的相差数永远为1，不能大于1，也不能为0.相

差数大于1的相区只能够相交与1点。

58.含碳量低于0.0218%的为工业纯铁，含碳量在0.0218%~2.11%之间为碳钢，含碳量大于2.11%的为铸铁。根据相变和组织特征区分，碳钢有共析钢含碳量0.77%，亚共析钢含碳量0.0218%~0.77%，过共析钢含碳量0.77%~2.11%。铸铁可以分为共晶铸铁4.30%，亚共晶铸铁2.11%~4.30%和过共晶铸铁4.30%~6.69%。根据碳的存在状态可以将铸铁区分为白口铸铁和灰口铸铁。

59.含碳量为0.01%为工业纯铁。

60.晶内偏析（枝晶偏析）：影响枝晶偏析的因素：冷却速度，元素的扩散能力，相图上液相线和固相线之间的水平距离。

61.区域熔炼的作用：当熔化区走完一遍之后，圆棒中的杂质就会富集到末端。反复多次区域熔炼可以获得高纯度的金属材料。假如对金属材料进行反复5次的区域熔炼，即可将材料前半段的杂质平均含量降低1000倍。

62.区域熔炼可以用于半导体材料、金属、金属化合物和有机物的提纯。

63.影响伪共晶区形状的因素：组成相的凝固动力学特性。

二、名词解释

1.熔点：晶体物质的结晶状态和非结晶状态相互转变的临界温度；

2.结合能：将两个原子完全分开所需做的功；

3.晶体：是由许多质点（包括原子，离子或分子）在三维空间内做有规律的周期性重复排列而构成的固体。

4.非晶体：不呈周期性排列的固体。

5.各向异性：单晶体的许多宏观性能，如弹性模量，电阻率，热膨胀系数，折射率，强度及外表面化学性质等，大小随着测量的方向不同而不同，这称为各向异性。

6.单晶体：质点按照同一取向排列，由一个核心生长而成的晶体。

7.多晶体：通常由许多不同位向的小晶体（晶粒）所组成的晶体。

8.晶界：晶粒和晶粒之间的界面。

9.空间点阵：阵点在空间呈周期性规律排列，并具有等同的周围环境的模型。

10.晶格：做许多平行的直线将阵点连接起来，构成一个三维的几何格架，称为晶格。

11.晶胞：在空间点阵中，能够代表空间点阵结构特点的小平行六面体，能够反映晶格特征的最小几何单元。

12.晶胞参数：晶轴方向三个棱边的长度，a,b,c,和相互之间的夹角，α，β，γ。

13.晶体的宏观对称要素：①回转对称轴：当晶体围转这它的某一个轴旋转360°/n之后，能够和原来的位置完全重合，这个轴就称为晶体的回转对称轴。n即为几次，例如n为2时，即为二次旋转对称轴。②对称面：如果通过晶体，做一个平面能够使晶体的各个对应点都能够通过这个平面反应而重合，如同镜面，这个平面就称为晶体的对称面。③对称中心：晶体中对应于某一个晶体中心的每一个点都能够在中心的另一边得到相应的等同点，而且每一对点的连线均通过中心点，那么就称这个中心点为晶体的对称中心。④回转反演轴：当晶体绕

着某一个轴旋转某一个角度（360°/n）在以轴上的一个点做反演之后能够和原来的完全重合，那么称这个轴为晶体的回转反演轴。

14.晶向：晶体中的某些方向，涉及到晶体重原子的位置，原子列方向，表示的是一组相互平行，方向一致的直线的指向。

15.晶面：晶体中原子构成的平面。

16.晶向族：晶体中的原子排列情况相同，空间位向不同的一组晶向称为晶向族。

17.晶面族：晶体中具有相同的条件（晶面上的原子排列情况和晶面间距分别完全相同），只是空间位向不同的各个晶面总称为晶面族。

18.晶面间距：两个相邻的平行晶面之间的垂直距离。

19.晶带：许多不容的晶面组平行于同一个晶向时，这些晶面组的总成就是一个晶带，或者成为共带面。

20.晶带轴：满足上条条件时，被平行的晶向就称为晶带轴。

21.配位数：在晶体中和某一个原子距离最近，而且距离相等的原子个数称为配位数。

22.致密度：晶体结构中原子的体积占总体积的百分数。在一个晶胞中，致密度就是晶胞中原子体积和晶胞总体积的比值，即K=nv/V。

23.间隙半径：金属原子的半径为Ra，间隙中能够容纳的最大半径为Rb则半径Rb就被称为间隙半径。

24.异构体：成分相同，但是结构不同的物质称为异构体。

25.多晶型性：外界条件如温度和压力改变时，元素的晶体结构会产生改变，晶体的这种性质就被称为多晶型性，这种转变称为多晶型转变或者同素异构转变。

26.晶体缺陷：通常将晶体中原子偏离其平衡位置，而出现不完整性的区域称为晶体缺陷。

27.固溶体：固溶体是一种元素进入到另外一种元素的晶格结构中的结晶固相，其中组元含量多的称为溶剂，组元含量少的称为溶质。

28.浓度：溶质原子溶入固溶体中的数量称为固溶体的浓度。在一定条件下，溶质元素在固溶体中的极限浓度称为溶解度。

29.置换固溶体：当溶液原子溶入溶剂中形成溶固体时，溶质质子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子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。

30.间隙固溶体：由原子半径小于0.1nm的非金属元素，如H,N,C,B,O,溶入到溶剂金属晶体点阵中的间隙中形成的固溶体。由于只能填在晶格的间隙位置，因此，只能形成有限固溶体。

31.晶格畸变：缺陷的出现破坏了原子间的平衡状态，使晶格发生扭曲，称为晶格畸变。

32.畸变能：点阵畸变导致固溶体的能量增加，能量的增加值称为畸变能。

33.反相畴和有序畴：从有序到无序的形核和长大的过程中，核心从短程有序的微小结构长大到相互接触时，各个核心中独自长大的区域内部都是有序的，但是相互接触的地方不是有序的规则排列，恰好是同类原子相遇构成了一个明显的分界面，这种区域成为反向畴和有序畴。畴和畴之间的界面称为反向畴界

34.金属间化合物：金属与金属，或者金属与非金属之间形成的化合物称为金属间化合物，由于金属间化合物在相图中的位置，因此也常常被称为中间相。

35.正常价化合物：正常价化合物就是符合原子价规则的化合物。（在此类化合物中，正离子的价电子数正好能够使负离子具有稳定的电子层结构，其成分用分子式来表示）

36.电子化合物：电子化合物是由ⅠB族化合物或者过渡族金属元素ⅡB，ⅢA，ⅣA族金属元素形成的金属化合物。（不遵守化合价规律，而是按照一定的电子浓度形成。电子浓度有所不同，所形成的化合物的晶格类型也有所不同）

37.尺寸因素化合物：通常是由过渡族金属元素和原子半径很小的非金属元素组成间隙化合物形成。典型有Fe3C，渗碳体，晶格以bcc为主。

38.拓扑密堆相：将大小不同的两种原子进行最紧密堆垛，通过合理搭配，就能达到空间利用率和配位数更高的密堆结构，这种密堆结构成为拓扑密堆结构。配位数可以为12、14、15、16随机分配，

39.凝固和结晶：物质从液态冷却转变为固态的过程称为凝固，凝固后的物质是晶体的话，这种凝固就可以称为结晶。通常情况下，金属及其合金都是进行结晶过程。

40.结晶概念：以一个晶核形成长大的晶体称为一个晶粒，晶粒和晶粒的界面称为晶界。在结晶过程中只有一颗晶核形成或者长大，而不出现第二颗晶核，这样长大的金属就称为金属单晶体。

41.过冷：过冷现象是指温度低于凝固点，但是还不凝固的现象，此时体系处于亚稳态，收到微小干扰也即有可能开始凝固。

42.过冷度：纯金属的实际结晶温度总是低于理论结晶温度，这两个温度之间的差值，就被称为过冷度。显然过冷度越大，实际开始结晶温度就越低。

43.晶胚：过冷金属中短程规则排列的晶态小集团就是晶胚。

44.晶核：在几何尺寸达到一定程度时，晶胚会变为新相成长的核心，这些核心称为晶核。

45.形核：在母相中形成等于或者大于一定临界尺寸大小的新相晶核的过程称为形核。

46.均匀形核：在过冷的液态金属中，依靠液态金属本身的能量变化获得驱动力，由晶胚直接成核的过程称为均匀形核。

47.非均匀形核：在过冷金属中，晶胚依附在其他物质表面上形成晶核的过程，称为非均匀形核。

48.金属玻璃（非晶态金属）：在特殊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，一般其结构和液态相同，也就是将液态金属原子排列固定到固态。

49.形核功：在晶胚半径大于临界半径的结晶过程中，还会存在一段时间，体系的总自由能大于0，即体积自由能的降低还不能够完全补偿表面自由能的增加，还有一部分表面自由能必须由外界即周围的液态对着一形核区做功来供给。这部分由外界提供的能量称为形核功。

50.润湿角：在非均匀形核的过程中，在固相基底上形成球冠的α晶核，曲率半径为r，晶核表面与基底面的接触角为θ即为润湿角。角度的大小取决于液体，晶核以及固体杂质三者之间的表面能的相对大小。

51.温度梯度：温度梯度指在环境当中，温度随着环境的间距的变化而呈阶梯式递增或者递减的状况。

52.正温度梯度：液相中，离固液界面的距离越远，温度越高。

53.负温度梯度：液相中，离固液界面的距离越远，温度越低。

54.模冷技术：将熔体分离呈连续和不连续的，截面尺寸很小的熔体流，使其与散热条件良好的冷模接触而得到迅速凝固，得到很薄的丝或带。

55.雾化技术：把熔体在离心力、机械力或告诉流体冲击力作用下，分散成尺寸极小的雾状熔滴，并使熔滴在与流体或冷模接触中凝固，得到激冷凝固的粉末。

56.微晶合金：利用急冷技术可以获得晶粒尺寸达到微末和纳米的超细晶粒合金材料，我们称之为微晶合金和纳晶合金。

57.准晶体：准晶体，是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有与晶体相似的长程有序的原子排列，但是准晶体不具备晶体的平移对称性。因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。遵循形核长大规律完成液固转换，相变受原子扩散控制。准晶体必须在一定冷速范围内形成。（是对称概念的延伸，准晶体拥有5次对称轴。）

58.树枝晶：当dT/dx < 0（负的温度梯度）时，界面的热量可以从固、液两相消散，界面移动不只受到固相传热速率控制。如果某处偶然伸入液相，则进入了ΔT更大的区域，可以更

大的速率生长，伸入液相中形成一个晶轴。由于晶轴结晶时向两侧液相中放出潜热，使液相中垂直于晶轴的方向又产生负向温度梯度，这样晶轴上又会出现二次晶轴。同理二次晶轴上又会长出三次晶轴，如图。这种生长方式称为树枝状生长。

59.非晶合金：非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，得到的固态合金是长程无序结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在。这种非晶合金具有许多独特的性能，由于它的性能优异、工艺简单，从80年代开始成为国内外材料科学界的研究开发重点。（非晶态金属即金属玻璃多指纯金属，两者制备工艺类似）

60.相：在一个体系中，性质相同的均匀部分称为“相”，相和相之间有明显的界面区分。

61.相平衡：从宏观上观察，系统中同时共存的各个相在长时间内部相互转化，可以视为处于相平衡状态，这种状态实际上是一种动态平衡，各个相之间的转换不会停止，只是转换速度相同。

62.组织组成物：由于形成条件不同，合金中各相构成的晶粒将以不同的数量、形状、大小和分布等相组合，并在显微镜下可区分的部分，称为组织组成物。

63.相组成物：

64.平衡凝固：是指合金从液态很缓慢的冷却，使合金在相变过程中能有充分时间进行组元间的互相扩撒，达到平衡相的均匀成分。

65.成分起伏：在熔融状态的合金中,在某一微区某一瞬时内浓度呈现不同于平均浓度的周期性变化的现象.亦可称为浓度起伏,成分涨落,浓度涨落等。

66.枝晶偏析：由于冷却速度较快，使液相中的原子来得及扩散而固相中的原子来不及扩散。以至于固溶体先结晶中心和后结晶部分成分不同，成为晶内偏析。而金属的结晶多以枝晶方式长大，所以这种偏析多呈树枝状，先结晶的枝轴与后结晶的枝间成分不同，又称为枝晶偏析。

67.均匀化退火：将铸态合金加热至略低于固相线的温度进行长时间保温，目的是使异类原子互相充分均匀扩散。

68.成分过冷：在固溶体合金凝固时，在正的温度梯度下，由于固液界面前沿液相中的成分有所差别，导致固液界面前沿的熔体的温度低于实际液相线温度，从而产生的过冷称为成分过冷。这种过冷完全是由于界面前沿液相中的成分差别所引起的。温度梯度增大，成分过冷减小。

69.伪共晶组织：在非平衡凝固时，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成为伪共晶组织。

70.离异共晶：在靠近固溶度极限的亚共晶或者是过共晶合金，由于初晶的量很多，而共晶的量很少，在共晶转变时，共晶中与初晶相同的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，从而失去了共晶组织的特征，这种被分离开来的共晶组织称为离异共晶。

71.共析转变相图：相图类型类似于共晶相图，都是一相分解成两相的三相平衡等温转变，三相成分点在相图上的分布也是一样，但是在转变之前，共析前的相是固相，而共晶前的相是液相。

72.包析转变的相图：具有包析转变的相图和包晶转变类似，将包晶转变中的液相改为固相即可。

73.偏析转变相图：偏析转变类似于偏晶转变，转变方程式为α2→α1+β类似于偏晶转变，是一个固相分解为两个固相，有人称之为共析转变，但是两个α相是同一个相，只是浓度不同。

74.公切线法则：对于二元相图系统，若在等温恒压条件下处于两相平衡共存状态，根据化学相位相等的要求，对两个相的吉布斯自由能曲线做公切线，公切线在两条曲线上切点所对

应的坐标值，即为恒压下两个相在给定温度的平衡成分。即在两切点之间成分范围之内的二元合金，具有切点成分的相平衡共存的吉布斯自由能最低。

75.二元系两相平衡：公切线法则，体系若处于两相平衡状态，则在吉布斯自由能曲线的公切线上必定有两个切点。在两切点范围内内变动时，两平衡相的成分不变，只是其相对量有所改变，并可由杠杆定律求得。

76.二元系统的三相平衡：三相共存的条件是公切线同时切于三条吉布斯自由能曲线，公切线上的三个切点分别对应三个平衡相的组分。

77.区域熔炼：是将需要熔炼的长段材料，分成小段，逐步进行熔化和凝固。使金属棒从一段向另一端进行局部的熔化，凝固过程也随之顺序进行。

78.原子配位数：晶体中与任何一原子最临近并且等距离的原子数，它表示晶体中原子的密堆程度以及原子的化学键数。

79.晶界：在两个晶粒接触区间原子错排的区域。

80.螺位错：位错线与柏氏矢量平行的位错。

81.金属间化合物：由不同的金属或金属与亚金属组成的一类合金相，其点阵既不同于溶剂的点阵，也不同于溶质的点阵，而是属于一种新的点阵。

82.同素异构体：相图同素异构体成分的化学物质在不同热力学条件下形成的各种不同结构的物质。

83.重合位置点阵：由于两晶粒的位相差符合某些特殊角度时，部分晶界原子将处于相邻晶体点阵的重合位置，由这些原子重合位置组成比原来点阵大的新点阵原子称为重合位置点阵。

84.微观偏析：是在一个晶粒范围内成分不均匀的现象。根据凝固时晶体生长形态的不同，可分为枝晶偏析、胞状偏析和晶界偏析。

85.偏析：合金凝固时会发生溶质原子重新再分配布，在非平衡凝固条件下，溶质原子来不及重新分布，使得先后结晶的固相中成分不均匀，即为偏析。

86能量起伏：系统中由于原子热运动使每个微小区域内的能量偏离系统平衡能量而此起彼伏的现象。

87.动态过冷：晶体生长时，在液固相界面处的液体同样需要过冷，以保证具有足够大的生长驱动力，这种过冷称为动态过冷，也称界面界面过冷，其过冷程度用动态过冷表示，即界面处液体的理论结晶温度与界面实际温度之差。

88.均匀形核：在均一相中靠自身结构起伏和能量起伏等条件形成晶核。

89.相变：从一个相变成另一个相的过程。

90.组织：指的是在外界因素、成分等一定的情况下，组成合金的不同成分、结构和性能的相的总体。

91.相图：以图的形式表示在平衡状态下，物相与材料的组分和外界条件的关系。

92.离异共晶：成分远离共晶点的亚共晶或过共晶在结晶时，若初晶数量较多而共晶数量较少，组成共晶的两相有时会发生分离，其中与初晶相同的相往往依附与初晶上生长，而另一相沿初晶的边界分布，将这种两相分离的共晶组织称为离异共晶。

93.伪共晶：在不平衡结晶的条件下，非共晶成分的合金在冷却速度足够快时，将直接过冷到相图的共晶线以下的伪共晶区，从而全部转变为共晶组织，这种共晶称为伪共晶。

94.杠杆定理：在合金相图的两相区中，平衡两相的成分点与合金的成分点位于一条直线上，前者为杠杆的端点，后者为杠杆的支点，平衡两相的相对量与支点到相应相端点的线段成反比。