材料科學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上材料科學(xué)基礎(chǔ)課程復(fù)習(xí)綱要 增加重點(diǎn)復(fù)習(xí)內(nèi)容：1.為什么顆粒細(xì)化能提高材料的化學(xué)反應(yīng)活性、燃燒結(jié)性能？（簡(jiǎn)答型，或擴(kuò)展為闡述分析型大題）2.為什么細(xì)金化能提高材料的強(qiáng)度和斷裂韌性？ （簡(jiǎn)答型，或擴(kuò)展為闡述分析型大題）3.從圖3.20分析非晶態(tài)合金、微晶合金以及準(zhǔn)晶合金的過(guò)程異同？（簡(jiǎn)答型）4.晶體、非晶體、準(zhǔn)晶體的異同？（簡(jiǎn)答型）5.影響晶體生長(zhǎng)形態(tài)的外因？（簡(jiǎn)答型）6.細(xì)化金屬鑄件晶粒的方法？（簡(jiǎn)答型）7.純金屬的結(jié)晶過(guò)程？（簡(jiǎn)答型）8.晶體的缺陷有哪些？以及各種缺陷對(duì)晶體性能的影響？（簡(jiǎn)答型，或擴(kuò)展為闡述分析型大題）、第一大類(lèi)知識(shí)要點(diǎn)：應(yīng)該牢固掌握的關(guān)鍵知識(shí)要素一、

2、出題形式一：填空類(lèi)1在立方系中，晶面族123中有 組平面，晶面族100中有 組平面。2獲得高能量的原子離開(kāi)原來(lái)的平衡位置，進(jìn)入其它空位或遷移至晶界或表面，形成 空位。如果離位原子進(jìn)入晶體間隙，形成 空位。3點(diǎn)缺陷的類(lèi)型分為 和間隙原子；當(dāng)相遇時(shí)兩者都消失，這一過(guò)程稱(chēng)為 。4塑性變形不僅可以改變金屬材料的外形，還使其內(nèi)部組織和各種性能發(fā)生改變， 如：顯微組織與性能的變化、 形變織構(gòu) 和 殘余應(yīng)力 。5再冷塑變過(guò)程中，歪理所做的功有一部分以畸變能的形式儲(chǔ)存在形變金屬內(nèi)部，具體表現(xiàn)為： 宏觀殘余應(yīng)力 、 微觀殘余應(yīng)力 和 點(diǎn)陣畸變 。 6均勻形核必須具備的條件是：1.必須過(guò)冷；2. 必須具備與一定多

3、冷度相適應(yīng)的 和 。7面心立方結(jié)構(gòu)的滑移面是111，共有 組，每組滑移面上包含 個(gè)滑移方向，共有 個(gè)滑移系。8由于 效應(yīng)及 效應(yīng)，使多晶體的變形抗力比單晶體大，其中， 效應(yīng)是多晶體加工硬化更主要的原因。9滑移面應(yīng)是面間距最 面，滑移方向是原子最 方向。10金屬塑性變形時(shí)，外力所作的功除了轉(zhuǎn)化為熱量之外，還有一小部分被保留在金屬內(nèi)部，表現(xiàn)為 。 11金屬的熱變形是指金屬材料在再結(jié)晶溫度以上的加工變形，在此過(guò)程中，金屬內(nèi)部同時(shí)進(jìn)行著加工硬化和 軟化兩個(gè)過(guò)程。12. 擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是 ；再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力為 ；再結(jié)晶后晶粒的長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是： ，純金屬結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是 。13. 晶體中原子在表面、晶界、位錯(cuò)處

4、的擴(kuò)散速度比原子在晶內(nèi)的擴(kuò)散速度快，這種現(xiàn)象叫 。14. 回復(fù)的初始階段回復(fù)機(jī)制以 為主，后期以為主 。15材料的結(jié)合方式有原子鍵 、 、 和范德華力四種化學(xué)鍵結(jié)合方式。16滑移面應(yīng)是面間距最 面，滑移方向是原子最 方向。17刃型位錯(cuò)的柏氏矢量b與位錯(cuò)線t互相 ，刃型位錯(cuò)移動(dòng)的方向與b方向 。螺型位錯(cuò)的移動(dòng)方向與柏氏矢量b ，螺型位錯(cuò)的柏氏矢量b方向與位錯(cuò)線t的方向 。18由于界面能的存在，當(dāng)晶體中存在能降低界面能的異類(lèi)原子時(shí)，這些原子將向境界偏聚，這種現(xiàn)象叫 。19均勻形核必須具備的條件是：1.必須過(guò)冷；2. 必須具備與一定多冷度相適應(yīng)的 和 。20由于 效應(yīng)及取向差效應(yīng)，使多晶體的變形抗力

5、比單晶體大，且取向差效應(yīng)是多晶體加工硬化更主要的原因。21細(xì)化鑄件晶粒的方法有：1、 2、 3、 。22金屬液態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 ，此結(jié)構(gòu)原子團(tuán)稱(chēng)為 。23材料中質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散機(jī)制主要有 和 兩種。24. 在過(guò)冷度不很大時(shí)，形核率主要受形核功因子的控制，當(dāng)過(guò)冷度非常大時(shí)，形核率主要受 控制。25、根據(jù)Griffith理論，斷裂韌性（KIC）是表征材料抵抗斷裂性能的重要性能之一，它綜合考慮了應(yīng)力和裂紋尺寸對(duì)斷裂的影響26、在鋼熱處理中，影響奧氏體晶粒大小的因素有： 、 、 、 、27、刃型位錯(cuò)的柏氏矢量b與位錯(cuò)線t互相 ，刃型位錯(cuò)移動(dòng)的方向與b方向 。螺型位錯(cuò)的移動(dòng)方向與柏氏矢量b ，螺型位錯(cuò)的柏氏矢量b

6、方向與位錯(cuò)線t的方向 。28、由于界面能的存在，當(dāng)晶體中存在能降低界面能的異類(lèi)原子時(shí)，這些原子將向境界偏聚，這種現(xiàn)象叫 。二、出題形式二：判斷1 柏氏矢量與回路起點(diǎn)選擇無(wú)關(guān)，但與柏氏回路的具體路徑，大小有關(guān)。 （ ）2對(duì)稱(chēng)傾側(cè)晶界中同號(hào)位錯(cuò)垂直排列，刃型位錯(cuò)產(chǎn)生的壓應(yīng)力場(chǎng)與拉應(yīng)力場(chǎng)可互相抵消，不產(chǎn)生長(zhǎng)程應(yīng)力場(chǎng)，其能量很低。 （ ）3非均勻形核所需要的形核功大于均勻形核所需要的形核功。 （ ）4在粗糙界面和負(fù)溫度梯度下易生長(zhǎng)形成樹(shù)枝狀晶體。 （ ）5雖然體心立方金屬滑移系多于面心立方，但面心立方金屬的可塑性好。 （ ）6作用于位錯(cuò)的力只是一種組態(tài)力，它不代表位錯(cuò)附近原子實(shí)際所受到的力。（ ）7回

7、復(fù)不能使金屬性能恢復(fù)到冷變形前的水平。 （ ）8超塑性不靠滑移進(jìn)行，而是由晶界的滑動(dòng)和晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)所致。 （ ）9擴(kuò)散是物質(zhì)內(nèi)部由于熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致原子或分子定向遷移的過(guò)程。 （ ）10如果固體中不存在擴(kuò)散流，則說(shuō)明原子沒(méi)有擴(kuò)散 。 （ ）11幾何結(jié)晶學(xué)通過(guò)幾何學(xué)的方法把晶體材料中的質(zhì)點(diǎn)抽象出來(lái)并設(shè)想為結(jié)點(diǎn)，通過(guò)空間格子構(gòu)造的概念來(lái)描述晶體的結(jié)構(gòu)。 （ ）12孿晶關(guān)系指相鄰兩晶?；蛞粋€(gè)晶粒內(nèi)部相鄰兩部分沿一個(gè)公共晶面（孿晶界）構(gòu)成鏡面對(duì)稱(chēng)的位向關(guān)系。 （ ） 、第二大類(lèi)知識(shí)要點(diǎn)：名詞、概念、術(shù)語(yǔ)，他們是是一些重要、常見(jiàn)和關(guān)鍵的專(zhuān)業(yè)名詞。一、出題形式一：名詞解釋?zhuān)纾?滑移系 2顯微結(jié)構(gòu)3柯氏（Cott

8、rell）氣團(tuán)（P134） 4交滑移 5柯肯達(dá)爾效應(yīng) 6、幾何軟化1、 7應(yīng)力（材料科學(xué)或者材料力學(xué)學(xué)科所定義的）要點(diǎn)：（1）內(nèi)力，（2）單位面積上的力8加工硬化（P133） ：從機(jī)械性能能看，材料通過(guò)加工后 型變量越大，形變金屬的強(qiáng)度和硬度越高，而塑性韌性下降。這便是加工硬化。 9形變織構(gòu)（P133） 金屬冷塑性變形時(shí)，晶體要發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使金屬晶體中原為任意取向的個(gè)晶粒逐漸調(diào)整到取向彼此一致，這就形成了晶體的擇優(yōu)取向，稱(chēng)為形變織構(gòu)。硬取向：晶體中有些滑移系與外力取向偏離45º很遠(yuǎn)，需要較大的s值才能滑移，稱(chēng)為硬取向。上坡擴(kuò)散 ：強(qiáng)調(diào)擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力不是濃度大的向濃度小的地方擴(kuò)散，而是濃度

9、小的向濃度大的地方擴(kuò)散。顯微結(jié)構(gòu)：闡述要點(diǎn)為（1）在電子顯微鏡下看到的結(jié)構(gòu)，（2）尺寸大小的表述，（3）看到的內(nèi)容。二、出題形式二：簡(jiǎn)答，如：1、晶體的特性。2、根據(jù)公式KIC=(a)1/2討論細(xì)晶化對(duì)材料斷裂韌性的影響、第三大類(lèi)知識(shí)要點(diǎn)：關(guān)于材料結(jié)構(gòu)、性能、機(jī)理、機(jī)制的記憶一、出題形式一：簡(jiǎn)答簡(jiǎn)述 1、簡(jiǎn)要論述稀土金屬微觀結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)。2、根據(jù)下面的派納力公式：解釋晶體滑移為什么多是沿著晶體中原子密度最大的面和原子密排方向進(jìn)行。式中b為柏氏矢量的模，G：切變模量，v：泊松比，a為面間距。3、用弗蘭克瑞德源機(jī)制解釋位錯(cuò)的增值過(guò)程。4、 (1)晶體的特性；(2)晶體、非晶體和準(zhǔn)晶體的結(jié)構(gòu)差別。

10、5、（1）材料的分類(lèi)；（2）用-曲線解釋陶瓷材料和金屬材料韌性的差別。6、再結(jié)晶的形核機(jī)制。二、出題形式二：闡述，如：1、請(qǐng)闡述材料內(nèi)部合理的再結(jié)晶對(duì)材料力學(xué)性能和晶體結(jié)構(gòu)的影響。2、某一材料晶體結(jié)構(gòu)為離子鍵結(jié)合，半徑小的質(zhì)點(diǎn)取代晶格中半徑大的質(zhì)點(diǎn)后，試分析：（1）對(duì)材料內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)的影響,(2)對(duì)材料力學(xué)性能和失效的影響。 3、（1）根據(jù)晶體材料中晶體的概念和特征，闡述晶體、非晶體核準(zhǔn)晶體的差異，（2）用相關(guān)溫度曲線分析高溫熔體在冷卻中制備成晶體、非晶體的原理和工藝措施。 、第三大類(lèi)知識(shí)要點(diǎn)：理論計(jì)算、標(biāo)注出題形式一：計(jì)算題，如：已知銅晶體的切變模量G=4×1010Nm-2，位錯(cuò)的柏

11、氏矢量等于原子間距，b=2.0×10-10m，取=0.75，計(jì)算（1）單位長(zhǎng)度位錯(cuò)線的應(yīng)變能。（2）單位體積的嚴(yán)重變形銅晶體內(nèi)部存儲(chǔ)的位錯(cuò)應(yīng)變能。（設(shè)位錯(cuò)密度為1010m/cm3）出題形式二：標(biāo)注題，如：在單位晶胞中標(biāo)出立方晶系的晶面和晶向： 晶面 (1 1 0)，（1 1 0），（0 1 1），（4 2 1） 晶向 111。(1 1 0)（4 2 1）（0 1 1）（1 1 0）1 1 1、第四大類(lèi)知識(shí)要點(diǎn)：結(jié)合本地產(chǎn)業(yè)來(lái)應(yīng)用理論分析問(wèn)題出題形式：小論文方式的闡述題，如1、結(jié)合佛山支柱材料工業(yè)情況對(duì)一具體材料產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀談?wù)勀愕囊?jiàn)解。2、闡述稀土金屬材料在一具體產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用。補(bǔ)充內(nèi)容

12、：1、鋼件通過(guò)加熱、保溫和冷卻，可以改變其組織狀態(tài)，在鋼的熱處理工藝中，有臨界溫度點(diǎn)、加熱速度和保溫時(shí)間等參數(shù)是比較重要的工藝條件。2、晶間斷裂和晶內(nèi)斷裂的內(nèi)容3、滑移系數(shù)目與材料塑性的關(guān)系：（1）一般滑移系越多，塑性越好；（2）滑移面密排程度和滑移方向個(gè)數(shù)有關(guān)4、名詞解釋?zhuān)河踩∠颍壕w中有些滑移系與外力取向偏離45º很遠(yuǎn)，需要較大的s值才能滑移，稱(chēng)為硬取向。軟取向：晶體中有些滑移系與外力的取向接近45º角，處于易滑移的位向，具有較小的s值，稱(chēng)為“軟取向”。通常是軟取向的滑移系首先滑移。5、名詞解釋?zhuān)簬缀斡不c幾何軟化幾何硬化：如果晶體滑移面原來(lái)是處于其法線與外力軸夾角接近

13、45º的位向，經(jīng)滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)后，就會(huì)轉(zhuǎn)到此夾角越來(lái)越遠(yuǎn)離45º的位向，從而使滑移變得越來(lái)越困難。幾何軟化：經(jīng)滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)后，一些原來(lái)角度遠(yuǎn)離45º的晶面將轉(zhuǎn)到接近45º，使滑移變得容易進(jìn)行。6、在“刃型位錯(cuò)”受力分析中，如果位錯(cuò)線的上部鄰近范圍受到壓應(yīng)力，則其下部鄰近范圍受到拉應(yīng)力。7、對(duì)高溫合金熔體進(jìn)行急冷，可能獲得非晶態(tài)合金、微晶合金和準(zhǔn)晶合金，請(qǐng)闡述：（1）這三種形態(tài)合金的結(jié)構(gòu)差別，（2）在高溫合金熔體冷卻中形成晶態(tài)和非晶態(tài)合金的工藝有什么不同？（結(jié)合結(jié)晶學(xué)和書(shū)本P61的理論和圖形3.20）8、在冷塑變過(guò)程中，外力所作的功大部分轉(zhuǎn)化為熱，尚有一部分（約10%）轉(zhuǎn)化為以畸變能的形式儲(chǔ)存在形變金屬內(nèi)部，這部分能量叫儲(chǔ)存能。儲(chǔ)存能的具體表現(xiàn)形式有：宏觀殘余應(yīng)力、微觀殘余應(yīng)力和點(diǎn)陣畸變。9、闡述：（1）形變金屬在退火過(guò)程中顯微組織的變化，（2）在不同加熱階段形變金屬的回復(fù)機(jī)理。（P145-146）12、關(guān)于再結(jié)晶的內(nèi)容：（1）再結(jié)晶的定義，（2）影響再結(jié)晶的因素。（3）二次再結(jié)晶的定義，（4）簡(jiǎn)要闡述再結(jié)晶和二次再結(jié)晶對(duì)材料性能的影響13、