大学期末总复习——材料科学基础知识点汇总
材料科学基础复习重点
几种强化1、加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。
强化机制：金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力。
2、固溶强化：固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。
强化机制：晶格畸变，阻碍位错运动。
3、细晶强化：通过细化晶粒而使金属材料力学性能提高的方法，4、弥散强化：在材料中引入第二相后材料的强度提高的现象几种概念1、滑移系：一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。
2、交滑移：螺型位错在两个相交的滑移面上运动，螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍，会转动到另一滑移面上继续滑移，滑移方向不变。
3、屈服现象：低碳钢在上屈服点开始塑性变形，当应力达到上屈服点之后开始应力降落，在下屈服点发生连续变形而应力并不升高，即出现水平台（吕德斯带）原因：柯氏气团的存在、破坏和重新形成，位错的增殖。
4、应变时效：低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点，但是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热，在进行拉伸试验，则屈服点又重复出现，且屈服应力提高，这种现象就称为低碳钢的应变时效。
5、形变结构：各晶粒的某个相同的滑移系，在变形量较大时逐渐转向趋于与拉力轴平行，这种原来晶粒取向任意，现在由于外力的作用使晶粒转动，晶粒的取向趋于一致，形成了晶体的择优取向，我们称之为形变织构。
变形量越大，择优取向程度越大，表现出织构越强。
滑移和孪晶的区别滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。
孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。
伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为伪共晶组合。
伪共晶区有如下规律：两组元有相近的熔点时，出现对称伪共晶区；两组元的熔点相差较大时，共晶点通常偏向低熔点组元一方，而伪共晶区则偏向高熔点组元一方。
材料科学基础基础知识点总结
国第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式 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； 一原子晶体：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 0-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。
图 特征：a 原子的理想排列； 其中：空间点阵中的点一阵点。
它是纯粹的几何点，各点周围环境相同 描述晶体.............................................空间占阵(2) 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晶胞图1-6b 有14种。
1-5中最小排牆单元称之为架胞之为晶格 (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(3) 形状和大小 一有三个棱边的长度 a,b,c 及其夹角a , B , 丫表示。
南昌大学光伏学院材料科学基础期末重点(50分)
材料科学基础复习重点
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 10 1 121 11 1 2 6 3 a a a 121 11 1 112 3 2 6 →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
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材料科学基础复习重点
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，晶粒越细，晶粒的平均值越小，材料的屈服强度就
材科基前三章节期末复习题
材科基前三章节期末复习题材科基前三章节期末复习题材科基（材料科学基础）是一门涉及材料科学与工程的基础课程，它为我们提供了理解和应用材料的基本原理和方法。
期末复习是巩固知识、提高理解和应用能力的重要环节。
本文将针对材科基前三章节的期末复习题进行讨论和解答，帮助读者更好地理解和掌握这些知识。
第一章：材料科学基础概述1. 什么是材料科学？它的研究对象和目标是什么？材料科学是研究材料的结构、性能、制备、加工和应用的学科。
它的研究对象是各种材料，包括金属、陶瓷、高分子材料和复合材料等。
其目标是通过对材料的研究和应用，提高材料的性能和功能。
2. 材料的分类有哪些？请简要介绍一下各类材料的特点。
材料可以分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。
金属材料具有良好的导电性和导热性，常用于制造结构件和导电元件。
陶瓷材料具有优异的耐高温性和耐腐蚀性，常用于制造耐火材料和电子陶瓷。
高分子材料具有良好的绝缘性和可塑性，常用于制造塑料制品和纤维材料。
复合材料由两种或多种材料组合而成，具有优异的综合性能，常用于制造航空航天和汽车等高性能产品。
第二章：晶体结构与缺陷1. 什么是晶体？晶体的结构特点是什么？晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而成的固体。
晶体的结构特点包括有序性、周期性和三维性。
2. 什么是晶格？晶格常见的结构类型有哪些？晶格是晶体中原子、离子或分子排列的空间规则。
常见的晶格结构类型有立方晶系、六方晶系、四方晶系、单斜晶系、正交晶系和三斜晶系等。
3. 什么是晶体缺陷？晶体缺陷对材料性能有什么影响？晶体缺陷是指晶体中原子、离子或分子排列的缺陷或不完整性。
晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷等。
晶体缺陷对材料的性能有重要影响，例如点缺陷可以影响材料的导电性和热导性，线缺陷可以影响材料的强度和塑性，面缺陷可以影响材料的晶体生长和界面反应。
第三章：金属材料的结构与性能1. 金属的晶体结构有哪些类型？请简要介绍一下各类晶体结构的特点。
材料科学基础总复习
材料科学基础总复习第40讲总复习《材料科学基础》课程主要从一级学科层次阐述材料的组成与结构、制备与加工、性质、使用性能等材料科学与工程主要要素之间的相互关系及其制约规律。
在讲授过程中，尽力无机非金属材料物理化学、金属学原理、高分子材料科学等学科的共性科学原理和方法，构建一级学科层次上阐述材料结构（包含电子结构、空间质点排列、显微结构或相结构等结构层次）、性质、性能相互关系以及静态、动态条件下解决材料设计、制备、加工等相关工程问题；在建立材料领域科学基础的同时，通过科学思维方法的训练，全面培养学生运用科学原理解决实际问题的工程能力；通过教学内容的精选与组织，培养材料工作者既注重材料研究与开发的基础研发过程，又重视材料加工与服役中的性能变化及环境行为效应等材料使用过程的综合素质，使学生成为能够理解并调控材料开发-服役-消亡的整个材料循环过程的综合型人才。
在进行总复习时，首先回顾在绪论中介绍的各章节之间的内在关系，然后，针对各章节的重点和难点进行总结，具体如下：2 晶体结构1、晶体中的键合类型是依据什么进行分类的，分为哪几类，各自的含义几特点是什么？2、晶面晶向的指数表达，会根据晶面指数和晶向指数在一个单胞内画出晶面和晶向。
3、等径球最紧密堆积的方式（两种，六方最紧密堆积和面心最紧密堆积），各自的堆积形式是ABA和ABCA堆积，分别存在六方晶胞和面心立方晶胞，密排面分别是{0001}面和{111}面。
4、等径球最紧密堆积中的空隙有哪两种；一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙；n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙；不等径球是如何进行堆积的。
5、关于典型无机化合物晶体结构从以下几个方面进行分析：何种离子作何种密堆积，何种离子添何种空隙；配位数与配位多面体、配位多面体之间的连接方式；晶胞分子数；空隙添充情况；氧离子的电价是否饱和（根据鲍林规则判断结构的稳定性）；结构对性能的影响；能够根据立体图画出投影图或根据投影图画出立体图。
材料科学基础重点总结 3 扩散
三材料的扩散扩散是物质中原子（分子或离子）的迁移现象，是物质传输的一种方式。
扩散的本质是原子依靠热运动从一个位置迁移到另一个位置。
是固体中原子迁移的唯一方式。
研究扩散一般有两种方法：表象理论—根据所测量的参数描述物质传输的速率和数量等；（宏观）原子理论—扩散过程中原子是如何迁移的。
（微观）3.1 扩散的分类1. 根据有无浓度变化自扩散：原子经由自己元素的晶体点阵而迁移的扩散。
(如纯金属或固溶体的晶粒长大-无浓度变化)互扩散：原子通过进入对方元素晶体点阵而导致的扩散。
（有浓度变化）2. 根据扩散方向下坡扩散：原子由高浓度处向低浓度处进行的扩散。
上坡扩散：原子由低浓度处向高浓度处进行的扩散。
固态扩散的条件1、温度足够高；2、时间足够长；3、扩散原子能固溶；4、具有驱动力：5、化学位梯度。
菲克第一定律稳态扩散：扩散过程中各处的浓度及浓度梯度不随时间变化（əC/ət=0，əJ/əx=0）菲克第一定律：在稳态扩散过程中，扩散通量J与浓度梯度成正比J为扩散通量，表示单位时间内通过垂直于扩散方向x的单位面积的扩散物质质量，其单位为kg/(m2s)或kg/(cm2s)。
D为扩散系数，其单位为m2/s；ρ是扩散物质的质量浓度，其单位为kg/m3。
式中的负号表示物质从高浓度向低浓度扩散的现象，扩散的结果导致浓度梯度的减小，使成份趋于均匀。
菲克第二定律非稳态扩散——各处的浓度和浓度梯度随时间发生变化的扩散过程。
（əC/ət≠0, əJ/əx≠0）。
大多数扩散过程是非稳态扩散过程，某一点的浓度是随时间而变化的菲克第二定律：扩散过程中，扩散物质浓度随时间的变化率，与沿扩散方向上物质浓度梯度随扩散距离的变化率成正比。
3.2 置换式固溶体中的扩散---互扩散与柯肯达尔效应互扩散——柯肯达尔效应柯肯达尔最先发现互扩散，在α黄铜—铜扩散偶中，用钼丝作为标志，785℃下保温不同时间后，钼丝向黄铜内移动，移动量与保温时间的平方根成正比，Cu-黄铜分界面黄铜侧出现宏观疏孔。
材料科学基础知识点总结
材料科学基础知识点总结金属的晶体结构金属的晶体结构有面心立方、体心立方等不同类型。
不同类型的晶体结构具有不同的配位数、致密度、原子半径以及八面体、四面体间隙个数等特征。
晶向指数、晶面指数可以用来标定晶体的方向和面。
柏氏矢量和晶界具有特殊的性质，可以用来判断位错的类型和晶界的特征。
纯金属的结晶纯金属的结晶过程受到阻力和动力的影响，过冷度是理论结晶温度与实际结晶温度的差。
在铸锭的过程中，形成三晶区的原因是晶核的形成和生长过程中的热力学条件和结构条件。
细化晶粒的方法可以通过加入形核剂来实现。
相起伏是液态金属___的近程规则排列，起伏不定，不断变化。
1、晶粒细化晶粒细化是一种改善材料塑性和韧性的方法。
随着晶粒尺寸的减小，材料的塑性和韧性得到改善，同时强度也有所提高。
这是因为晶粒越小，位错塞集群中位错个数越少，从而增加了位错的运动阻力，提高了材料的强度。
晶粒细化的规律是，晶界越多、晶粒越小，材料的屈服强度越高。
根据___-配奇关系式σs=σ＋Kd-1/2，晶粒的平均直径越小，材料的屈服强度越高。
晶粒细化的方法包括增加过冷度、变质处理、振动和搅拌等方法，以及通过正火和退火的热处理方法来细化晶粒。
在钢中加入强碳化物形成元素也可以实现晶粒细化。
2、第二相强化第二相强化是通过改变材料中第二相的形态和分布来提高材料的强度和硬度。
钢中第二相的形态主要有网状、片状和粒状三种。
网状Fe3C的析出会降低钢的机械性能，而片状和粒状的分布则可以提高钢的强度和硬度，但对塑性和韧性的影响不同。
片状分布时，片层间距越小，强度越高，塑性和韧性也越好。
而粒状分布时，颗粒越细小、分布越均匀，合金的强度越高，但对塑性的危害也越大。
无论是片状还是粒状，第二相都可以阻止位错的移动。
第二相强化的方法包括合金化，即加入合金元素，并通过热处理或变形来改变第二相的形态和分布。
3、固溶强化固溶强化是通过溶质原子的溶入来提高固溶体的强度和硬度，但会降低其塑性和韧性。
材料科学基础复习
材料科学基础复习第一章材料科学与工程1. 金属是电的良好导体，强度高和较致密，可以形成复杂的形状，当经受高速冲击力时有抵抗脆性断裂的能力。
这些性能使金属在导电和结构应用上成为最重要的材料类别之一。
金属在强度和韧性（断裂抗力）两方面具有优异的综合性能。
2. 普通的陶瓷包括：沙.砖块和泥灰.窗玻璃和石墨3. 陶瓷通常由金属和非金属原子组成。
很多陶瓷是晶体，不是晶体的常见例子是窗玻璃（主要由SiO2 组成）。
陶瓷中中非金属元素通常是氧。
陶瓷倾向于以脆性形式断裂，而不是以弯曲来缓解外力。
陶瓷的优点：高温稳定性，抗化学腐蚀性，不吸收外来物质。
陶瓷中的离子键和共价键很强。
4. 聚合物大部分是共价键合，但链之间以比较弱的二次键互相键合，因此强度较低。
聚合物一般不能应用于高温条件，因为在中等温度下倾向于软化。
价格低廉，密度低，易于加工成复杂形状。
5. 复合材料是由两种或多种材料结合在一起而产生一种新的材料，这种材料的性能用传统方法是不能得到的。
例如：胶合板，混凝土和钢束轮胎。
6. 主要的半导体材料是共价键结合的元素硅和锗以及一系列共价键化合物，半导体是陶瓷的一小类。
第二章原子尺度的结构1. 阿累尼乌斯过程（热激活过程）遵循的公式：反应速率=Cexp（-Q/RT）C为常数，R为气体常数，T为热力学温度，Q为过程的激活能R总是具有相同的值，而C和激活能Q却随反应变化而变化2. 一次键通常比二次键强一个数量级以上一次键的 3 个主要类型：离子键，共价键，金属键二次键的 2 个类型：氢键（最强的二次键），范德瓦尔键3. 离子键：包含正电性和负电性两种元素的化合物最通常的键类型4. 配位数：每个原子周围最邻近的数目5. 确定半径比值与所得配位数的关系的限定条件：（1）正离子与负离子相接触（2）给定正离子周围的负离子数目在几何上尽可能高（3）同性的例子不能相互重叠表：每个配位数的临界（r/R ）比值（P34）6. 离子材料的配位数（CN有几何构型决定，共价键材料的配位数由每个原子的价电层中的电子数决定，金属固体中原子的配位数主要是由几何条件决定7. 二次键与一次键的根本区别：二次键既不涉及电子的转移，也不涉及电子的公用8. 交联：通过未饱和双键而形成的一次键9．橡胶老化的原因：硫化橡胶的交联程度并不大，仍然存在大量的未饱和键，因此当大气中的硫或氧侵蚀使用中的硫化橡胶时就会变脆和开裂第三章晶体结构1. 晶体：以基本的积木块按一定间隔重复、规则排列方式结晶的材料2. 短程有序（SRO:在一个中心原子周围最近邻原子的局部排列长程有序（LRO :材料在比键长大得多的距离呈现有序3. 点阵:点的无限延伸的排列，其中每一点被相同类型的临点所包围4. 基元:处在一个点阵的物质群5. 线密度:沿一个方向单位长度上相同点真的数目面密度: 所关心的面的单位面积上的原子数。
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大学期末总复习——材料科学基础知识点汇总一、名词解释1、空间点阵：表示晶体中原子规则排列的抽象质点。
2、配位数：直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。
3、对称：物体经过一系列操作后，空间性质复原；这种操作称为对称操作。
4、超结构：长程有序固溶体的通称。
5、固溶体：一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶，其结构一般保持和母相一致。
6、致密度：晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。
7、正吸附：材料表面原子处于结合键不饱和状态,以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态,当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附。
8、晶界能：晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来，引起晶界附近区域内晶格发生畸变，与晶内相比，界面的单位面积自由能升高，升高部分的能量为晶界能。
9、小角度晶界：多晶体材料中，每个晶粒之间的位向不同，晶粒与晶粒之间存在界面，若相邻晶粒之间的位向差在10°～2°之间，称为小角度晶界。
10、晶界偏聚：溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集，也称内吸附，有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。
11、肖脱基空位：脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。
12、弗兰克耳空位：晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。
13、刃型位错：柏氏矢量与位错线垂直的位错。
螺型位错：柏氏矢量与位错线平行的位错。
14、柏氏矢量：用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。
15、单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错。
16、派—纳力：位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。
17、过冷：凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。
18、过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。
19、均匀形核：在过冷的液态金属中，依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。
20、过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。
21、形核功：形成临界晶核时，由外界提供的用于补偿表面自由能和体积自由能差值的能量。
22、马氏体转变：是一种无扩散型相变,通过切变方式由一种晶体结构转变另一种结构，转变过程中，表面有浮凸，新旧相之间保持严格的位向关系。
或者：由奥氏体向马氏体转变的相变过程。
23、共析转变：单相固溶体于冷却时在某一温度发生等温可逆反应，转变成两个或三个混合的结松不同的新相的转变。
24、平衡分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。
25、固溶强化：固溶体中的溶质原子溶入基体金属后使合金变形抗力提高，应力－应变曲线升高,塑性下降的现象。
26、应变时效：具有屈服现象的金属材料在受到拉伸等变形发生屈服后,在室温停留或低温加热后重新拉伸又出现屈服效应的情况。
27、孪生：金属塑性变形的重要方式。
晶体在切应力作用下一部分晶体沿着一定的晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另外一部分晶体作均匀的切变,使相邻两部分的晶体取向不同，以孪晶面为对称面形成镜像对称，孪晶面的两边的晶体部分称为孪晶。
形成孪晶的过程称为孪生。
28、临界分切应力：金属晶体在变形中受到外力使某个滑移系启动发生滑移的最小分切应力。
29、变形织构：多晶体中位向不同的晶粒经过塑性变形后晶粒取向变成大体一致，形成晶粒的择优取向,择优取向后的晶体结构称为变形织构，织构在变形中产生,称为变形织构。
30、再结晶织构：是具有变形织构的金属经过再结晶退火后出现的织构,位向于原变形织构可能相同或不同，但常与原织构有一定位向关系。
31、再结晶全图：表示冷变形程度、退火温度与再结晶后晶粒大小的关系（保温时间一定）的图。
32、冷加工与热加工：再结晶温度以上的加工称为热加工，低于再结晶温度又是室温下的加工称为冷加工。
带状组织：多相合金中的各个相在热加工中可能沿着变形方向形成的交替排列称为带状组织。
33、加工流线：金属内部的少量夹杂物在热加工中顺着金属流动的方向伸长和分布，形成一道一道的细线。
34、动态再结晶：低层错能金属由于开展位错宽，位错难于运动而通过动态回复软化，金属在热加工中由温度和外力联合作用发生的再结晶称为动态再结晶。
35、临界变形度：再结晶后的晶粒大小与冷变形时的变形程度有一定关系,在某个变形程度时再结晶后得到的晶粒特别粗大,对应的冷变形程度称为临界变形度。
36、二次再结晶：某些金属材料经过严重变形后在较高温度下退火时少数几个晶粒优先长大成为特别粗大的晶粒，周围较细的晶粒逐渐被吞掉的反常长大情况。
37、退火孪晶：某些面心立方金属和合金经过加工和再结晶退火后出现的孪晶组织。
二、简答题1、晶体宏观对称要素有哪些？答：回转对称；对称中心；对称面；回转反演轴。
2、影响形成晶体的原子半径的因素有哪些?答：（1）温度与压力，一般情况下，温度降低和压力增大会使原子半径减小；（2）结合键的影响；（3）配位数的影响；（4）原子核外层电子结构的影响。
3、简述形成有序固溶体的必要条件。
答：（1）异类原子之间的结合力大于同类原子之间结合力；（2）合金成分符合一定化学式；（3）低于临界温度(有序化温度)。
4、试述晶界的特性试述晶界的特性答：晶界具有晶界能,容易发生溶质原子和杂质原子的晶界偏聚,是原子易扩散通道,晶界在加热时会发生迁移，晶界是相变等优先形核的地方，晶界易受腐蚀，晶界增多在室温下强化材料，在高温下弱化材料强度，晶界处易于析出第二相，晶界容易使位错塞积，造成应力集中,晶界上原子排列混乱。
5、试证明一个位错环只能有一个柏氏矢量。
答：如图所示设有一位错环ABCDA，可以将其看成是ABC，CDA两部分组成,ABC 的柏氏矢量为b1，CDA的柏氏矢量为b2，由于位错是己滑移和未滑移的交界，故还存在CA的柏氏矢量为b3。
对于ABC围成的区域：b1=b2+b3，对于CDA围成的区域:b1=b2+b3，由两式可得b1=b2，所以一个位错环只能有一个柏氏矢量。
6、同一滑移面上的两根正刃形位错，其柏氏矢量为b,相距L，当L远大于柏氏矢量的模时，其总能量为多少?当它们无限接近时总能量又为多少?如果是异号位错，其结果又怎样呢？7、什么是过冷，过冷度，动态过冷度，它们对结晶过程有何影响？答：过冷是指金属结晶时实际结晶温度Tn比理论结晶温度Tm低的现象。
过冷度ΔT指Tm与Tn的差值。
动态过冷度指晶核长大时的过冷度。
金属形核和长大都需要过冷，过冷度增大通常使形核半径、形核功减少，形核过程容易，形核率增加，晶粒细化。
8、简述液态金属结晶时，过冷度与临界晶核半径，形核功及形核率的关系？9、说明晶体成长形状与温度梯度的关系答：正温度梯度下，传热通过固相，平面状长大，或是锯齿状；负温度梯度下,微观粗糙界面的金属和合金,枝晶长大；微观光滑界面的也是枝晶长大,但是α值大的,可以还是平面状长大。
10、说明获得单晶或全部柱状晶的方法及注意事项答：控制冷却方向，形成定向散热和凝固。
11、根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。
答:凝固的基本过程为形核和长大，形核需要能量和结构条件，形核和长大需要过冷度。
细化晶粒的基本途径可以通过加大过冷度，加入形核剂，振动或搅拌。
12、试根据凝固理论,分析通常铸锭组织的特点。
答：根据金属结晶过程的形核和长大理论以及铸锭的散热过程，可以得出通常铸锭组织的特点为最外层为细小等轴晶，靠内为柱状晶，最内层为粗大等轴晶。
13、根据冷却速度对金属凝固后组织的影响，现要获得微晶,非晶，亚稳相，请指出其凝固时如何控制。
答：冷却速度金属凝固后的组织影响极大。
冷却快一般过冷度大,使形核半径、形核功减少，形核过程容易，形核率增加，晶粒细化，冷却非常快时可以得到非晶,在一般工业条件下快速冷却可以得到亚稳相。
14、简述纯金属凝固时润湿角θ、杂质颗粒的晶体结构和表面形态对异质形核的影响。
答：润湿角θ＝0°，形核功为0，固相粒子促进形核效果最好；润湿角θ＝180°，异质形核功等于均匀形核功，固相粒子对形核无促进作用；润湿角0°<θ〈180°，形核功比均匀形核的形核功小，θ越小,固相粒子促进形核效果越好。
杂质颗粒的晶体结构与晶核相同或相近时,促进形核效果好，当两者结构不相同时,一般对促进形核效果差或不促进形核。
杂质粒子的表面成凹形时,促进形核效果好,成平面状时次之，凸形时最差。
15、试说明纯Al和铝－铜单相固溶体结晶的异同。
答:相同点：均需要形核与长大，形核要满足一定热力学条件,形成一定临界晶核半径，即需要能量起伏和结构起伏。
不同点：固溶体合金形核除需要能量起伏和结构起伏外，还需要成分起伏，非平衡结晶时产生偏析,一般会产生成分过冷,凝固过程是在一个温度区间进行，而纯金属凝固在等温进行。
16、再结晶与固态相变有何区别?答:再结晶是一种组织转变,从变形组织转变为无畸变新晶粒的过程，再结晶前后组织形态改变，晶体结构不变；固态相变时，组织形态和晶体结构都改变；晶体结构是否改变是二者的主要区别。
17、简述金属冷变形度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。
答：变形度较小时以晶界弓出机制形核，变形度大的高层错能金属以亚晶合并机制形核，变形度大的低层错能金属以亚晶长大机制形核。
冷变形度很小时不发生再结晶,晶粒尺寸基本保持不变,在临界变形度附近方式再结晶晶粒特别粗大,超过临界变形度后随变形度增大，晶粒尺寸减少，在很大变形度下，加热温度偏高，少数晶粒发二次再结晶，使部分晶粒粗化。
18、灯泡中W丝在高温下工作，发生显著晶粒长大性能变脆，在热应力作用下破断，试找出两种延长钨丝寿命的方法?答:灯泡中W丝在高温下工作，晶粒长大后在热应力作用下破断,延长钨丝寿命的方法可以加入第二相质点阻止晶粒在加热时长大,如加入ThO2颗粒；或在烧结中使制品中形成微细的空隙也可以抑制晶粒长大，如加入少量K、Al、Si等杂质，在烧结时汽化形成极小的气泡。
19、户外用的架空铜导线（要求一定的强度）和户内电灯用花线，在加工之后可否采用相同的最终热处理工艺？为什么？答：户外用的架空铜导线要求一定的强度可以进行回复退火，只去应力，保留强度；户内电灯用花线可以进行再结晶退火,软化金属，降低电阻率。
20、金属晶体塑性变形时,滑移和孪生有何主要区别？答：滑移时原子移动的距离是滑移方向原子间距的整数倍,孪生时原子移动的距离不是孪生方向原子间距的整数倍;滑移时滑移面两边晶体的位向不变，而孪生时孪生面两边的晶体位向不同，以孪晶面形成镜像对称；滑移时需要的临界分切应力小，孪生开始需要的临界分切应力很大,孪生开始后继续切变时需要的切应力小，故孪生一般在滑移难于进行时发生。
21、单相合金的冷塑性变形与纯金属的室温塑性变形相比，有何特点。
答：纯金属变形主要借助位错运动，通过滑移和孪生完成塑性变形，开动滑移系需要临界切应力，晶体中还会发生扭转；单相合金的基本变形过程与纯金属的基本过程是一样的，但会出现固溶强化,开动滑移系需要临界切应力较大,还有屈服和应变时效现象。