簡(jiǎn)介：無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課后習(xí)題答案宋曉嵐黃學(xué)輝版無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)課程組2424定性描述晶體結(jié)構(gòu)的參量有哪些定量描述晶體結(jié)構(gòu)的參量又有哪些定性描述晶體結(jié)構(gòu)的參量有哪些定量描述晶體結(jié)構(gòu)的參量又有哪些答定性對(duì)稱(chēng)軸、對(duì)稱(chēng)中心、晶系、點(diǎn)陣。定量晶胞參數(shù)。2525依據(jù)結(jié)合力的本質(zhì)不同，晶體中的鍵合作用分為哪幾類(lèi)其特點(diǎn)是什么依據(jù)結(jié)合力的本質(zhì)不同，晶體中的鍵合作用分為哪幾類(lèi)其特點(diǎn)是什么

簡(jiǎn)介：1第一章第一章原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵原子結(jié)構(gòu)與結(jié)合鍵習(xí)題11計(jì)算下列粒子的德布羅意波長(zhǎng)1質(zhì)量為1010KG，運(yùn)動(dòng)速度為001MS1的塵埃；2速度為103MS的氫原子；3能量為300EV的自由電子。12怎樣理解波函數(shù)Ψ的物理意義13在原子結(jié)構(gòu)中，Ψ2和Ψ2DΤ代表什么14寫(xiě)出決定原子軌道的量子數(shù)取值規(guī)定，并說(shuō)明其物理意義。15試?yán)L出S、P、D軌道的二維角度分布平面圖。16多電子原子中，屏蔽效應(yīng)和鉆穿效應(yīng)是怎樣影響電子的能級(jí)的17寫(xiě)出下列原子的基態(tài)電子組態(tài)（括號(hào)內(nèi)為原子序號(hào)）C6，P15，CL17，CR24。18形成離子鍵有哪些條件其本質(zhì)是什么19試述共價(jià)鍵的本質(zhì)。共價(jià)鍵理論包括哪些理論各有什么缺點(diǎn)110何謂金屬鍵金屬的性能與金屬鍵關(guān)系如何111范德華鍵與氫鍵有何特點(diǎn)和區(qū)別參考答案參考答案11利用公式ΛHPHMV、EHΝ計(jì)算德布羅意波長(zhǎng)Λ。18離子鍵是由電離能很小、易失去電子的金屬原子與電子親合能大的非金屬原子相互作用時(shí)，產(chǎn)生電子得失而形成的離子固體的結(jié)合方式。19共價(jià)鍵是由相鄰原子共有其價(jià)電子來(lái)獲得穩(wěn)態(tài)電子結(jié)構(gòu)的結(jié)合方式。共價(jià)鍵理論包括價(jià)鍵理論、分子軌道理論和雜化軌道理論。110當(dāng)大量金屬原子的價(jià)電子脫離所屬原子而形成自由電子時(shí)，由金屬的正離子與自由電子間的靜電引力使金屬原子結(jié)合起來(lái)的方式為金屬建。由于存在自由電子，金屬具有高導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性；自由電子能吸收光波能量產(chǎn)生躍遷，表現(xiàn)出有金屬光澤、不透明；金屬正離子以球星密堆方式組成，晶體原子間可滑動(dòng)，表現(xiàn)出有延展性。第二章第二章材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)習(xí)題21定義下述術(shù)語(yǔ)，并注意它們之間的聯(lián)系和區(qū)別。晶系，空間群，平移群，空間點(diǎn)陣。22名詞解釋晶胞與空間格子的平行六面體，并比較它們的不同點(diǎn)。231一晶面在X、Y、Z軸上的截距分別為2A、3B和6C，求出該晶面的米勒指數(shù)。2一晶面在X、Y、Z軸上的截距分別為A3、B2和C，求出該晶面指數(shù)。24在立方晶系的晶胞中畫(huà)出下列米勒指數(shù)的晶面和晶向001與20，111與11，10與111，2與236，12132257與11，123與11。1225在立方晶系的晶胞中畫(huà)出下列米勒指數(shù)的晶面和晶向102，11，1，110，11，10和21。22312326在六方晶胞中畫(huà)出下列的晶面和晶向0001，010，110，102，012，0001，010，110，011。1211121271寫(xiě)出六方體、八面體、六八面體、單形號(hào)分別為100、111、和321的晶面符號(hào)2寫(xiě)出六方晶系的晶胞晶面族為100、111、321的等價(jià)晶面指數(shù)。3236確定二十面體點(diǎn)群對(duì)稱(chēng)性。237確定斜方柱晶、四方雙錐晶、六方雙錐晶、六八體晶的點(diǎn)群，并畫(huà)出極射赤平投影圖。參考答案參考答案22組成各種晶體構(gòu)造的最小體積單位稱(chēng)為晶胞。晶胞能反映真實(shí)晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列的周期性和對(duì)稱(chēng)性?？臻g點(diǎn)陣是由晶體結(jié)構(gòu)抽象而得到的幾何圖形?？臻g格子中的平行六面體是由不具有任何物理、化學(xué)特性的幾何點(diǎn)構(gòu)成，而晶胞則由實(shí)在的具體質(zhì)點(diǎn)（原子或離子）組成。252627100100010001111111（11）（11）（11）11128110110202010210201210201201210229101001210002112101D1000143NMD1100202NMD12300764NM2AA2214A2D10001825NMD1110211NMD11200745NM2AA3362A216073217晶格類(lèi)型晶胞原子數(shù)配位數(shù)堆積系數(shù)體心立方（BCC）28068面心立方（FCC）412074218第三章第三章晶體結(jié)構(gòu)缺陷晶體結(jié)構(gòu)缺陷晶格類(lèi)型密排面密排方向體心立方（BCC）｛110｝面心立方（FCC）111密排六方（HCP）六方底面底面對(duì)角線

簡(jiǎn)介：材料科學(xué)導(dǎo)論課后習(xí)題答案材料科學(xué)導(dǎo)論課后習(xí)題答案第一章第一章材料科學(xué)概論材料科學(xué)概論1氧化鋁既牢固又堅(jiān)硬且耐磨，但為什么不能用來(lái)制造榔頭答氧化鋁脆性較高，且抗震性不佳。2將下列材料按金屬、陶瓷、聚合物和復(fù)合材料進(jìn)行分類(lèi)黃銅、環(huán)氧樹(shù)脂、混泥土、鎂合金、玻璃鋼、瀝青、碳化硅、鉛錫焊料、橡膠、紙杯答金屬黃銅、鎂合金、鉛錫焊料；陶瓷碳化硅；聚合物環(huán)氧樹(shù)脂、瀝青、橡膠、紙杯；復(fù)合材料混泥土、玻璃鋼3下列用品選材時(shí)，哪些性能特別重要答汽車(chē)曲柄強(qiáng)度，耐沖擊韌度，耐磨性，抗疲勞強(qiáng)度；電燈泡燈絲熔點(diǎn)高，耐高溫，電阻大；剪刀硬度和高耐磨性，足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性；汽車(chē)擋風(fēng)玻璃透光性，硬度；電視機(jī)熒光屏光學(xué)特性，足夠的發(fā)光亮度。第二章第二章材料結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)材料結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)1下列電子排列方式中，哪一個(gè)是惰性元素、鹵族元素、堿族、堿土族元素及過(guò)渡金屬11S22S22P63S23P63D74S221S22S22P63S23P631S22S22P541S22S22P63S251S22S22P63S23P63D24S261S22S22P63S23P64S1答惰性元素2；鹵族元素3；堿族6；堿土族4；過(guò)渡金屬152稀土族元素電子排列的特點(diǎn)是什么為什么它們處于周期表的同一空格內(nèi)答稀土族元素的電子在填滿(mǎn)6S態(tài)后，先依次填入遠(yuǎn)離外殼層的4F、5D層，在此過(guò)程中，由于電子層最外層和次外層的電子分布沒(méi)有變化，這些元素具有幾乎相同的化學(xué)性質(zhì)，故處于周期表的同一空格內(nèi)。3描述氫鍵的本質(zhì)，什么情況下容易形成氫鍵答氫鍵本質(zhì)上與范德華鍵一樣，是靠分子間的偶極吸引力結(jié)合在一起。它是氫原子同時(shí)與兩個(gè)電負(fù)性很強(qiáng)、原子半徑較小的原子（或原子團(tuán)）之間的結(jié)合所形成的物理鍵。當(dāng)氫原子與一個(gè)電負(fù)性很強(qiáng)的原子（或原子團(tuán)）X結(jié)合成分子時(shí)，氫原子的一個(gè)電子轉(zhuǎn)移至該原子殼層上；分子的氫變成一個(gè)裸露的質(zhì)子，對(duì)另外一個(gè)電負(fù)性較大的原子Y表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸引力，與Y之間形成氫鍵。9材料的三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)加工工藝來(lái)改變，那么材料的二級(jí)結(jié)構(gòu)可以改變嗎為什么答原子的結(jié)合鍵是材料的二級(jí)結(jié)構(gòu)。對(duì)于單一的材料來(lái)說(shuō)，其價(jià)鍵結(jié)構(gòu)是不可以通過(guò)加工工藝來(lái)改變的。但是實(shí)際工程應(yīng)用中，通過(guò)一定的加工工藝來(lái)改變材料的二級(jí)結(jié)構(gòu)，比如金剛石具有共價(jià)鍵，石墨具有共價(jià)鍵和物理鍵，而石墨等碳質(zhì)原料和某些金屬在高溫高壓下可以反應(yīng)生成金剛石，即一定程度上改變了材料的二級(jí)結(jié)構(gòu)。第三章第三章固體材料的晶體學(xué)基礎(chǔ)固體材料的晶體學(xué)基礎(chǔ)1回答下列問(wèn)題（1）在立方晶系的晶胞內(nèi)畫(huà)出具有下列密勒指數(shù)的晶面和晶向（001）與210，（111）與，與111，與123，與236。112110132322（2）在立方晶系的一個(gè)晶胞中畫(huà)出111和112晶面，并寫(xiě)出兩晶面交線的晶向指數(shù)。（3）在立方晶系的一個(gè)晶胞中畫(huà)出同時(shí)位于101，011，112晶面上的晶向。111答作圖略。（2）兩晶面交線的晶向指數(shù)為。110或1102有一正交點(diǎn)陣的AB，CA2。某晶面在三個(gè)晶軸上的截距分別為6個(gè)，2個(gè)，4個(gè)原子間距，求該晶面的密勒指數(shù)。答（263）3寫(xiě)出六方晶系的晶面族中所有晶面的密勒指數(shù)，在六方晶胞中畫(huà)出、10121120晶向和晶面，并確定晶面與六方晶胞交線的晶向指數(shù)。110110121012答晶面族中所有晶面的密勒指數(shù)為10121012，1012，1102，1102，0112，01121012，1012，1102，1102，0112，0112作圖略，（）晶面與六方晶胞交線的晶向指數(shù)為10121210，1210，4223，4223，2243，22434根據(jù)剛性球模型回答下列問(wèn)題（1）以點(diǎn)陣常數(shù)為單位，計(jì)算體心立方、面心立方和密排六方晶體中的原子半徑及四面體和八面體的間隙半徑。（2）計(jì)算體心立方、面心立方和密排六方晶胞中的原子數(shù)、致密度和配位數(shù)。答體心立方面心立方密排六方原子半徑A34A24A12四面體間隙A534A324A624八面體間隙A1234A1224A2212原子數(shù)246致密度068074074配位數(shù)81212

簡(jiǎn)介：第一章第一章8計(jì)算下列晶體的離于鍵與共價(jià)鍵的相對(duì)比例1NAF2CAO3ZNS解1、查表得XNA093XF398根據(jù)鮑林公式可得NAF中離子鍵比例為2109339841100?2E共價(jià)鍵比例為1902982、同理，CAO中離子鍵比例為2110034441100W4E共價(jià)鍵比例為17742263、ZNS中離子鍵比例為214258165110044ZNSE中離子鍵含量共價(jià)鍵比例為119448056說(shuō)明結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)條件與動(dòng)力學(xué)條件的意義說(shuō)明穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)與亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。答結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的熱力學(xué)條件決定轉(zhuǎn)變是否可行，是結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的推動(dòng)力，是轉(zhuǎn)變的必要條件；動(dòng)力學(xué)條件決定轉(zhuǎn)變速度的大小，反映轉(zhuǎn)變過(guò)程中阻力的大小。穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)與亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系兩種狀態(tài)都是物質(zhì)存在的狀態(tài)，材料得到的結(jié)構(gòu)是穩(wěn)態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)，取決于轉(zhuǎn)交過(guò)程的推動(dòng)力和阻力即熱力學(xué)條件和動(dòng)力學(xué)條件，阻力小時(shí)得到穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，阻力很大時(shí)則得到亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)能量最低，熱力學(xué)上最穩(wěn)定，亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)能量高，熱力學(xué)上不穩(wěn)定，但向穩(wěn)定結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變速度慢，能保持相對(duì)穩(wěn)定甚至長(zhǎng)期存在。但在一定條件下，亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)向穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。第二章第二章1回答下列問(wèn)題1在立方晶系的晶胞內(nèi)畫(huà)出具有下列密勒指數(shù)的晶面和晶向001）與210，111）與，與111與123與236］1121101323222在立方晶系的一個(gè)晶胞中畫(huà)出（111和（112晶面，并寫(xiě)出兩晶面交線的晶向指數(shù)。3在立方晶系的一個(gè)晶胞中畫(huà)出同時(shí)位于（101011和（112晶面上的晶向。111解1、1321111121101111232361121113221011121110012101101010111011110111121011111122有一正交點(diǎn)陣的ABCA2。某晶面在三個(gè)晶軸上的截距分別為6個(gè)、2個(gè)和4個(gè)原子間距，求該晶面的密勒指數(shù)。3立方晶系的｛1111110123）晶面族各包括多少晶面寫(xiě)出它們的密勒指數(shù)。4寫(xiě)出六方晶系的晶面族中所有晶面的密勒指數(shù)，在六方晶胞中畫(huà)出、晶向和晶面，并1012112011011012確定晶面與六方晶胞交線的晶向指數(shù)。10125根據(jù)剛性球模型回答下列問(wèn)題1以點(diǎn)陣常數(shù)為單位，計(jì)算體心立方、面心立方和密排六方晶體中的原子半徑及四面體和八面體的間隙半徑。2）計(jì)算體心立方、面心立方和密排六方晶胞中的原子數(shù)、致密度和配位數(shù)。6用密勒指數(shù)表示出體心立方、面心立方和密排六方結(jié)構(gòu)中的原子密排面和原子密排方向，并分別計(jì)算這些晶面和晶向上的原子密度。解1、體心立方密排面110，原子密度22114414142AA密排方向，原子密度121153AA2、面心立方根據(jù)余弦定理25132513COS解得Α713、由于（111晶面與晶向之間滿(mǎn)足晶帶定律HUKVLW0，112根據(jù)晶帶定律可知，立方晶系中（111晶面與晶向平行，故他們之間的夾角為0。112方法2，1、求111與之間夾角為901122、（111）與之間夾角為0112第四章第四章1純CU的空位形成能為15AJATOM1AJ1018J，將純CU加熱至850℃后激冷至室溫20℃，若高溫下的空位全部保留，試求過(guò)飽和空位濃度與室溫平衡空位濃度的比值。解平衡空位濃度EXPVUCAKT85085020850202018232742EXP11EXPEXP151011EXP13810850273152027315UACUKTUCKTTAKTE2已知銀在800℃下的平衡空位數(shù)為361023M3，該溫度下銀的密度ΡAG958GCRN3銀的摩爾質(zhì)量為MAG1079GMOL，計(jì)算銀的空位形成能。解平衡空位濃度EXPVUCAKT1M3內(nèi)銀原子總數(shù)23602836021095810534101079AGAGNNMM23282336101EXP534101381080027315U1917610UJATOM3空位對(duì)材料行為的主要影響是什么4某晶體中有一條柏氏矢量為A001的位錯(cuò)線，位錯(cuò)線的一端露頭于晶體表面，另一端與兩條位錯(cuò)線相連接，其中一條的柏氏矢量為，求另一條位錯(cuò)線的柏氏矢量。2111A答根據(jù)柏氏矢量的守恒性，另一條位錯(cuò)的柏氏矢量為11011111122AAA5在圖452所示的晶體中，ABCD滑移面上有一個(gè)位錯(cuò)環(huán)，其柏氏矢量B平行于AC1指出位錯(cuò)環(huán)各部分的位錯(cuò)類(lèi)型。2在圖中表示出使位錯(cuò)環(huán)向外運(yùn)動(dòng)所需施加的切應(yīng)力方向。3該位錯(cuò)環(huán)運(yùn)動(dòng)出晶體后，晶體外形如何變化

簡(jiǎn)介：1“材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)”第二章習(xí)題第二章習(xí)題1鐵的單位晶胞為立方體，晶格常數(shù)A0287NM，請(qǐng)由鐵的密度算出每個(gè)單位晶胞所含的原子數(shù)。Ρ鐵＝78GCM31MOL鐵＝60221023個(gè)5585G所以，78G1CM3558560221023X02871073CM3X＝199≈2（個(gè)）2在立方晶系單胞中，請(qǐng)畫(huà)出（A）100方向和211方向，并求出他們的交角；（B）（011）晶面和（111）晶面，并求出他們得夾角。（C）一平面與晶體兩軸的截距A05B075并且與Z軸平行求此晶面的密勒指數(shù)。（A）211和100之夾角Θ＝ARCTG3526。22或，2222222111002COS32111003526（B），2222221110112COS31110113526（C）A05B075Z∞倒數(shù)2430取互質(zhì)整數(shù)（320）3、請(qǐng)算出能進(jìn)入FCC銀的填隙位置而不擁擠的最大原子半徑。室溫下的原子半徑R＝1444A。（見(jiàn)教材177頁(yè)）點(diǎn)陣常數(shù)A4086A最大間隙半徑R’（A2R）20598A3向密排面密排方向FCC111HCP00011120BCC1108在鐵中加入碳形成鋼。BCC結(jié)構(gòu)的鐵稱(chēng)鐵素體，在912℃以下是穩(wěn)定的，在這溫度以上變成FCC結(jié)構(gòu)，稱(chēng)之為奧氏體。你預(yù)期哪一種結(jié)構(gòu)能溶解更多碳對(duì)你的答案作出解釋。奧氏體比鐵素體的溶碳量更大，原因是1、奧氏體為FCC結(jié)構(gòu)，碳處于八面體間隙中，間隙尺寸大（0414R）。而鐵素體為BCC結(jié)構(gòu)，間隙尺寸小，四面體間隙0291R，八面體間隙0225R；2、FCC的間隙是對(duì)稱(chēng)的，BCC的間隙是非對(duì)稱(chēng)的，非對(duì)稱(chēng)的間隙產(chǎn)生的畸變能大；3、奧氏體的形成溫度比鐵素體高，固溶體溫度高，溶碳量大；所以?shī)W氏體的溶碳量比鐵素體溶碳量大。9試說(shuō)明為何不能用描述宏觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)方程來(lái)描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述微觀粒子狀態(tài)變化的基本方程是什么根據(jù)海森堡思維測(cè)不準(zhǔn)原理，微觀粒子由于具有玻粒兩象性則對(duì)于經(jīng)典力學(xué)中的一對(duì)共軛參量（如動(dòng)量與位移，能量與時(shí)間），原則上不可能同時(shí)精確確定，而宏觀物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)符合牛頓力學(xué)，原則上可以同時(shí)確定各個(gè)參量，描述微觀粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是波函數(shù)，而波函數(shù)的變化需滿(mǎn)足薛定諤方程。10設(shè)一能級(jí)的電子占據(jù)幾率為14，另一能級(jí)為34，1分別計(jì)算兩個(gè)能級(jí)的能量比費(fèi)米能高出多少KT；2應(yīng)用計(jì)算結(jié)果說(shuō)明費(fèi)米分布的特點(diǎn)。

簡(jiǎn)介：1為什么室溫下金屬晶粒越細(xì)強(qiáng)度，硬度越高，塑性韌性也越好答金屬晶粒越細(xì)，晶界面積越大，位錯(cuò)障礙越多，需要協(xié)調(diào)的具有不同位向的晶粒越多，金屬塑性變形的抗力越高，從而導(dǎo)致金屬?gòu)?qiáng)度和硬度越高。金屬的晶粒越細(xì)，單位體積內(nèi)晶粒數(shù)目越多，同時(shí)參與變形的晶粒數(shù)目也越多，變形越均勻，推遲了裂紋的形成和擴(kuò)展，使得在斷裂前發(fā)生較大的塑性變形。在強(qiáng)度和塑性同時(shí)增加的情況下，金屬在斷裂前消耗的功增大，因而其韌性也比較好。因此，金屬的晶粒越細(xì)，其塑性和韌性也越好。2冷塑性變形金屬產(chǎn)生加工硬化的原因隨變形量增加，空密度增加。④由于晶粒由有利位向而發(fā)生幾何硬化，因此使變形抗力增加。隨變形量增加，亞結(jié)構(gòu)細(xì)化，亞晶界對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)有阻礙作用。答①晶體內(nèi)部存在位錯(cuò)源，變形時(shí)發(fā)生了位錯(cuò)增值，隨變形量增加，位錯(cuò)密度增加。由于位錯(cuò)之間的交互作用，使變形抗力增加。3某廠用冷拉鋼絲繩吊運(yùn)出爐熱處理工件去淬火，鋼絲繩的承載能力遠(yuǎn)超過(guò)工件的質(zhì)量，但在工件的運(yùn)送過(guò)程中鋼絲繩發(fā)生斷裂，試分析其原因答冷拉鋼絲繩是利用熱加工硬化效應(yīng)提高其強(qiáng)度的，在這種狀態(tài)下的鋼絲中晶體缺陷密度增大，強(qiáng)度增加，處于加工硬化狀態(tài)。在淬火的溫度下保溫，鋼絲將發(fā)生回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大過(guò)程，組織和結(jié)構(gòu)恢復(fù)軟化狀態(tài)。在這一系列變化中，冷拉鋼絲的加工硬化效果將消失，強(qiáng)度下降，在再次起吊時(shí)，鋼絲將被拉長(zhǎng)，發(fā)生塑性變形，橫截面積減小，強(qiáng)度將比保溫前低，所以發(fā)生斷裂。4細(xì)化晶粒方法1在澆注過(guò)程中1）增大過(guò)冷度；2）加入變質(zhì)劑；3）進(jìn)行攪拌和振動(dòng)等。2在熱軋或鍛造過(guò)程中1控制變形度；2控制熱軋或鍛造溫度。3在熱處理過(guò)程中控制加熱和冷卻工藝參數(shù)利用相變重結(jié)晶來(lái)細(xì)化晶粒。4對(duì)冷變形后退火態(tài)使用的合金1控制變形度；2控制再結(jié)晶退火溫度和時(shí)間5、試說(shuō)明滑移，攀移及交滑移的條件，過(guò)程和結(jié)果，并闡述如何確定位錯(cuò)滑移運(yùn)動(dòng)的方向。解答滑移切應(yīng)力作用、切應(yīng)力大于臨界分切應(yīng)力；臺(tái)階攀移純?nèi)形诲e(cuò)、正應(yīng)力、熱激活原子擴(kuò)散；多余半原子面的擴(kuò)大與縮小交滑移純螺位錯(cuò)、相交位錯(cuò)線的多個(gè)滑移面；位錯(cuò)增殖位錯(cuò)滑移運(yùn)動(dòng)的方向，外力方向與B一致時(shí)從已滑移區(qū)→未滑移區(qū)。相反，從未滑移區(qū)→已滑移區(qū)。6將經(jīng)過(guò)大量冷塑性變形（70以上）的純金屬長(zhǎng)棒一端浸入冷水中，另一端加熱至接近熔點(diǎn)的高溫（如09TM），過(guò)程持續(xù)一小時(shí)，然后完全冷卻，作出沿棒長(zhǎng)度的硬度分布曲線（示意圖），并作簡(jiǎn)要說(shuō)明。如果此金屬為純鐵時(shí)，又會(huì)有何情況出現(xiàn)例題解答（I）TT再，回復(fù)，硬度略下降（II）再結(jié)晶硬度下降較大（III）晶粒長(zhǎng)大進(jìn)一步下降沿棒長(zhǎng)度的硬度分布曲線示意如圖。在整個(gè)棒的長(zhǎng)度上，由于溫度不同，經(jīng)歷了回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大三個(gè)過(guò)程。（I）TT再，僅發(fā)生回復(fù)，硬度略下降；（II）發(fā)生再結(jié)晶，硬度下降較大，且隨溫度的升高，同樣1小時(shí)完成再結(jié)晶的體積百分?jǐn)?shù)增大，硬度隨之降低；（III）晶粒長(zhǎng)大，晶界對(duì)位錯(cuò)的阻礙較小，故硬度進(jìn)一步下降。若純金屬為純鐵，因純鐵有同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，在上述情況下，由于到達(dá)一定溫度會(huì)發(fā)生重結(jié)晶而使晶粒細(xì)化，故在第（III）區(qū)域后會(huì)有硬度回升的第（IV）區(qū)。7金屬中常見(jiàn)的細(xì)化晶粒的措施有哪些為什么常溫下金屬材料為什么晶粒越細(xì)小，不僅強(qiáng)度越高，而且塑性和韌性也越好例題解答細(xì)化晶粒方法（1）鑄態(tài)使用的合金合理控制冶鑄工藝，如增大過(guò)冷度、加入變質(zhì)劑、進(jìn)行攪拌和振動(dòng)等。（2）對(duì)熱軋或冷變形后退火態(tài)使用的合金控制變形度、再結(jié)晶退火溫度和時(shí)間。（3）對(duì)熱處理強(qiáng)化態(tài)使用的合金控制加熱和冷卻工藝參數(shù)利用相變重結(jié)晶來(lái)細(xì)化晶粒。常溫下金屬材料的晶粒越細(xì)，不僅強(qiáng)度、硬度越高，而且塑性、韌性也越好。原因是材料在外力作用下發(fā)生塑性變形時(shí)，通常晶粒中心區(qū)域變形量較大，晶界及其附近區(qū)域變形量較小。因此在相同外力作用下，（1）大晶粒的位錯(cuò)塞積所造成的應(yīng)力集中促使相鄰的晶粒發(fā)生塑性變形的機(jī)會(huì)比小晶粒大得多，小晶粒的應(yīng)力集中小，則需要在較大的外加應(yīng)力下才能使相鄰的晶粒發(fā)生塑性變形；（2）細(xì)小晶粒的晶粒內(nèi)部和晶界附近的變形量較小，且變形均勻，相對(duì)來(lái)說(shuō)，因應(yīng)力集中引起開(kāi)裂的機(jī)會(huì)少，著使得在斷裂之前承受較大的變形量，表現(xiàn)為有較高的塑性。8材料的強(qiáng)化方法有哪些分析他們的本質(zhì)上的異同點(diǎn)材料常用的強(qiáng)化方式固溶強(qiáng)化、沉淀（析出）強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、形變強(qiáng)化、相變強(qiáng)化。1固溶強(qiáng)化是由于溶質(zhì)原子造成了點(diǎn)陣畸變，其應(yīng)力場(chǎng)將與位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生彈性交互作用、化學(xué)交互作用和靜電交互作用，并阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。是通過(guò)合金化對(duì)材料進(jìn)行的最基本的強(qiáng)化方法。（2）沉淀（析出）強(qiáng)化是通過(guò)過(guò)飽和固溶體的時(shí)效處理而沉淀析出細(xì)小彌散、均勻分布的第二相微粒，第二相與位錯(cuò)相互作用；（2）在室溫下含碳量08的鋼其強(qiáng)度比含碳量12的鋼強(qiáng)度高；答含碳量超過(guò)09后，F(xiàn)E3C以網(wǎng)狀分布在晶界上，從而使鋼的強(qiáng)度大大下降。（3）低溫萊氏體的塑性比珠光體的塑性差；答因?yàn)榈蜏厝R氏體是由共晶FE3C、FE3CII和珠光體組成，因此比起但純的珠光體來(lái)說(shuō)，其塑性要差。（4）在1100℃，含碳量04的鋼能進(jìn)行鍛造，含碳量40的生鐵不能鍛造；答因?yàn)樵?100℃，含碳量04的鋼處于A單相區(qū)，而含碳量40的生鐵處于AFE3CIILD’；（5）鋼鉚釘一般用低碳鋼制成；答鋼鉚釘需要有良好的塑韌性，另外需要兼有一定的抗剪切強(qiáng)度，因而使用低碳鋼制成；（6）鉗工鋸08C、10C、12C等鋼材比鋸01C、02C鋼材費(fèi)力，鋸條容易磨損；答08C、10C、12C中的含碳量高，組織中的FE3C的含量遠(yuǎn)比01C、02C鋼中的含量高，因此比較硬，比較耐磨；（7）鋼適宜于通過(guò)壓力加工成形，而鑄鐵適宜于鑄造成型；答鑄鐵的熔點(diǎn)低，合金易熔化、鑄造過(guò)程易于實(shí)施；鋼的含碳量比鑄鐵低，通過(guò)加熱可進(jìn)入單相固溶體區(qū)，從而具有較好的塑性、較低的變形抗力，不易開(kāi)裂，因此適宜于壓力加工成形。第3章工程材料成形過(guò)程中的行為與性能變化思考題與習(xí)題P813、金屬晶粒大小對(duì)機(jī)械性能有什么影響如何控制晶粒的大小P67～P68答機(jī)械工程中應(yīng)用的大多數(shù)金屬材料是多晶體。同樣的金屬材料在相同的變形條件下，晶粒越細(xì)，晶界數(shù)量就越多，晶界對(duì)塑性變形的抗力越大，同時(shí)晶粒的變形也越均勻，致使強(qiáng)度、硬度越高，塑性、韌性越好。因此，在常溫下使用的金屬材料，一般晶粒越細(xì)越好。晶粒度的大小與結(jié)晶時(shí)的形核率N和長(zhǎng)大速度G有關(guān)。形核率越大，在單位體積中形成的晶核數(shù)就越多，每個(gè)晶粒長(zhǎng)大的空間就越小，結(jié)晶結(jié)束后獲得的晶粒也就越細(xì)小。同時(shí)，如果晶體的長(zhǎng)大速度越小，則在晶體長(zhǎng)大的過(guò)程中可能形成的晶粒數(shù)目就越多，因而晶粒也越小。細(xì)化晶粒的方法有1）增大過(guò)冷度提高形核率和長(zhǎng)大速度的比值，使晶粒數(shù)目增大，獲得細(xì)小晶粒；2）加入形核劑可促進(jìn)晶核的形成，大大提高形核率，達(dá)到細(xì)化晶粒的目的；3）機(jī)械方法用攪拌、振動(dòng)等機(jī)械方法迫使凝固中的液態(tài)金屬流動(dòng)，可以使附著于鑄型壁上的細(xì)晶粒脫落，或使長(zhǎng)大中的樹(shù)枝狀晶斷落，進(jìn)入液相深處，成為新晶核形成的基底，因而可以有效地細(xì)化晶粒。6室溫下，對(duì)一根鐵絲進(jìn)行反復(fù)彎曲拉直試驗(yàn)，經(jīng)過(guò)一定次數(shù)后，鐵絲變得越來(lái)越硬，試分析原因。如果將這根彎曲拉直試驗(yàn)后的鐵絲進(jìn)行一定溫度的加熱后，待冷至室溫，然后再試著彎曲，發(fā)現(xiàn)又比較容易彎曲了，試分析原因。答鐵絲進(jìn)行反復(fù)彎曲拉直的過(guò)程是塑性變形的過(guò)程，在經(jīng)過(guò)一定次數(shù)后鐵絲產(chǎn)生了加工硬化，因此強(qiáng)度硬度越來(lái)越高；若進(jìn)行一定溫度的加熱后，變形的鐵絲發(fā)生了回復(fù)再結(jié)晶，加工硬化消除，硬度降低，所以又比較容易彎曲了。7、什么是金屬的回復(fù)和再結(jié)晶過(guò)程回復(fù)和再結(jié)晶過(guò)程中金屬的組織性能發(fā)生了哪些變化P75答回復(fù)塑性變形后的金屬加熱時(shí)，開(kāi)始階段由于加熱溫度不高，原子獲得的活動(dòng)能力較小，只能進(jìn)行短距離的擴(kuò)散，金屬的顯微組織仍保持纖維組織，力學(xué)性能也不發(fā)生明顯的變化。在這一階段內(nèi)，原子的短距離擴(kuò)散使晶體在塑性變形過(guò)程中產(chǎn)生的晶體缺陷減少，晶格畸變大部分消除，材料中的殘余應(yīng)力基本消除，導(dǎo)電性和抗腐蝕能力也基本恢復(fù)至變形前的水平。再結(jié)晶把經(jīng)歷回復(fù)階段的金屬加熱到更高溫度時(shí)，原子活動(dòng)能力增大，金屬晶粒的顯微組織開(kāi)始發(fā)生變化，由破碎的晶粒變成完整的晶粒，由拉長(zhǎng)的纖維狀晶粒轉(zhuǎn)變成等軸晶粒。這種變化經(jīng)歷了兩個(gè)階段，即先在畸變晶粒邊界上形成無(wú)畸變晶核，然后無(wú)畸變晶核長(zhǎng)大，直到全部轉(zhuǎn)化為無(wú)畸變的等軸晶粒。該過(guò)程無(wú)相變發(fā)生，也為原子擴(kuò)散導(dǎo)致的形核、長(zhǎng)大過(guò)程，因此稱(chēng)為再結(jié)晶。金屬在再結(jié)晶過(guò)程中，由于冷塑性變形產(chǎn)生的組織結(jié)構(gòu)變化基本恢復(fù)，力學(xué)性能也隨之發(fā)生變化，金屬的強(qiáng)度和硬度下降，塑性和韌性上升，加工硬化現(xiàn)象逐漸消失，金屬的性能重新恢復(fù)至冷塑性變形之前的狀態(tài)。8、什么是加工硬化試述金屬在塑性變形中發(fā)生加工硬化的原因試分析加工硬化的利與弊。P74答加工硬化金屬在塑性變形過(guò)程中，隨著變形程度增加，強(qiáng)度、硬度上升，塑性、韌性下降，這種現(xiàn)象稱(chēng)加工硬化（也叫形變強(qiáng)化）。加工硬化的原因金屬變形過(guò)程主要是通過(guò)位錯(cuò)沿著一定的晶面滑移實(shí)現(xiàn)的。在滑移過(guò)程中，位錯(cuò)密度大大增加，位錯(cuò)間又會(huì)相互干擾相互纏結(jié)，造成位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)阻力增加，同時(shí)亞晶界的增多，從而出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象。利與弊加工硬化加大了金屬進(jìn)一步變形的抗力，甚至使金屬開(kāi)裂，對(duì)壓力加工產(chǎn)生不利的影響。因此需要采取措施加以軟化，恢復(fù)其塑性，以利于繼續(xù)形變加工。但是，對(duì)于某些不能用熱處理方法強(qiáng)化的合金，加工硬化又是一種提高其強(qiáng)度的有效的強(qiáng)化手段。為什么低溫萊氏體比珠光體塑性差

簡(jiǎn)介：1FUNDAMENTALSFUNDAMENTALSOFOFMATERIALSMATERIALSSCIENCESCIENCEENGINEERINGENGINEERING材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)第一章緒論一、學(xué)習(xí)目的材料科學(xué)家或工程技術(shù)人員經(jīng)常遇到的問(wèn)題是設(shè)計(jì)問(wèn)題，而設(shè)計(jì)問(wèn)題主要涉及機(jī)械、民用、化學(xué)和電。而這些領(lǐng)域都要涉及到選擇材料問(wèn)題。如何選擇材料是非常重要的，選材包含兩方面一個(gè)是滿(mǎn)足性能要求，另一方面是成本低，即所謂“合理選材”。材料的性能與其成分和內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，材料的組織結(jié)構(gòu)與加工過(guò)程有關(guān)。本課程的目的就在于掌握加工過(guò)程和材料的組織結(jié)構(gòu)以及性能之間的關(guān)系。為今后進(jìn)行材料設(shè)計(jì)和合理選材打下理論基礎(chǔ)。二、本章主要內(nèi)容1、簡(jiǎn)介材料的發(fā)展史2、材料科學(xué)與工程的含義和內(nèi)容3、材料的分類(lèi)4、先進(jìn)材料5、現(xiàn)代材料的需求三、重要術(shù)語(yǔ)和概念METAL金屬金屬CERAMIC陶瓷陶瓷POLYMER聚合物聚合物COMPOSITES復(fù)合材料復(fù)合材料SEMICONDUCTS半導(dǎo)體半導(dǎo)體BIOMATERIALS生物材料生物材料PROCESSING加工過(guò)程加工過(guò)程STRUCTURE組織結(jié)構(gòu)組織結(jié)構(gòu)PROPERTIES性質(zhì)性質(zhì)PERFMANCE使用性能使用性能MECHANICALPROPERTIES力學(xué)性能力學(xué)性能ELECTRICALPROPERTIES電性能電性能THERMALBEHAVI熱性能熱性能MAGICPROPERTIES磁性能磁性能OPTICALPROPERTIES光性能光性能DETERIATIVEACTERISTICS老化特性化特性第二章原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵一、學(xué)習(xí)目的我們?cè)谧匀唤缰杏^察到各種現(xiàn)象，歸根結(jié)底是物質(zhì)的不同表現(xiàn)形式，也就是說(shuō)物質(zhì)構(gòu)成了世界。自然界中所有物體均由化學(xué)元素及其化合物所組成，同樣，各種固體材料也都是由一種或多種元素的原子結(jié)合而成的。學(xué)習(xí)物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵合，是認(rèn)識(shí)和研究各類(lèi)材料在結(jié)構(gòu)與性能方面所表現(xiàn)出來(lái)的個(gè)性和共性的基礎(chǔ)，也是正確認(rèn)識(shí)和理解材料的性能的重要依據(jù)。二、本章主要內(nèi)容1、原子結(jié)構(gòu)模型玻爾模型玻爾模型1913年，年輕的丹麥物理學(xué)家玻爾在總結(jié)當(dāng)時(shí)最新的物理學(xué)發(fā)現(xiàn)（普朗克黑體輻射和量子概念、愛(ài)因斯坦光子論、盧瑟福原子帶核模型等）的基礎(chǔ)上建立了氫原子核外電子運(yùn)動(dòng)模型，提出了原子結(jié)構(gòu)理論上的三點(diǎn)假設(shè)（1）任意軌道上繞核運(yùn)動(dòng)，而是在一些符合一定量子化條件的軌道上運(yùn)動(dòng)；（2）電子軌離核越遠(yuǎn)，原子所含的能量越高，電子盡可能處在離核最近的軌道上；（3）只有電子從較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，原子才會(huì)以光子形式釋放能量。玻而爾理論解釋了原子發(fā)光現(xiàn)象但無(wú)法解釋精細(xì)結(jié)構(gòu)和多原子、分子或固體的光譜，存在局限性。量子力學(xué)模型量子力學(xué)模型量子力學(xué)是建立在微觀世界的量子性和微粒運(yùn)動(dòng)統(tǒng)計(jì)性基本特征上，在量子力學(xué)處理氫原子核外電子的理論模型中，最基本的方程叫做薛定諤方程，是由奧地利科學(xué)家薛定諤（ESCHRDINGER18871961）在1926年提出來(lái)的。薛定諤方程是一個(gè)二階偏微分方程，它的自變量是核外電子的坐標(biāo)（直角坐標(biāo)X，Y，Z或者極坐標(biāo)R，Θ，），它的因變量是電子波的振幅（Ψ）。給定電子在符合原子核外穩(wěn)定存在的必要、合理的條件時(shí)，薛定諤方程得到的每一個(gè)解就是核外電子的一個(gè)定態(tài)，它具有一定的能量（），具有一個(gè)電子波的振幅隨坐標(biāo)改變的的函數(shù)關(guān)系式ΨFXYZ，稱(chēng)為振幅方程或波動(dòng)方程。為了得到電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)合理的解，必須引用只能取某些整數(shù)值的三個(gè)參數(shù)，稱(chēng)它們?yōu)榱孔訑?shù)，這三個(gè)量子數(shù)可取的數(shù)值及它們的關(guān)系如下主量子數(shù)N1234；角量子數(shù)L012N1；磁量子數(shù)M0123L。2描述有關(guān)電子能量的量子力學(xué)法則四個(gè)量子數(shù)四個(gè)量子數(shù)主量子數(shù)（主量子數(shù)（N））用來(lái)描述原子中電子出現(xiàn)幾率最大區(qū)域離原子核的遠(yuǎn)近，是決定電子能量高低的主要因素。N1，2，3，4；在光譜上用K，L，M，N，O，P表示。角量子數(shù)（角量子數(shù)（Ι）角量子數(shù)是描述原子軌道形狀的物理量，Ι0（S軌道），球形，Ι1（P軌道），啞鈴形，Ι2（D軌道），花瓣形；Ι0，1，2，3（N1）磁量子數(shù)（磁量子數(shù)（M）描述電子繞核運(yùn)動(dòng)的角動(dòng)量在空間給定方向上的分量是量子化的M012Ι。自旋量子數(shù)（自旋量子數(shù)（MS）電子在繞核高速運(yùn)動(dòng)同時(shí)，還有自身旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，順時(shí)針和逆時(shí)針兩個(gè)方向MS12原子核外電子的排布和能量狀態(tài)PAULI不相容原理在同一個(gè)原子中沒(méi)有四個(gè)量子數(shù)完全相同的電子。能量最低原理電子在原子中所處的狀態(tài)，總是盡可能分布到能量最低的軌道上。HUND規(guī)則電子分布到能量相同的等價(jià)軌道上時(shí)，總是盡先以自旋相同的方向，單獨(dú)占據(jù)能量相同的軌道。3原子間的相互作用原子間的相互作用原子（或離子）之間的相互的吸引能，排斥能和總作用能隨其原子間距離變化而變化。RNNRRARAREFDRFDRFDREE4化學(xué)鍵化學(xué)鍵離子鍵離子鍵原子之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移，形成正、負(fù)離子，并通過(guò)靜電作用而形成的化學(xué)鍵。離子鍵的本質(zhì)是靜電作用，無(wú)方向性、無(wú)飽和性。離子鍵程度與元素的電負(fù)性有關(guān)。共價(jià)鍵共價(jià)鍵不同原子依靠共享電子，或原子軌道的最大重疊而結(jié)合形成的化學(xué)鍵為共價(jià)鍵。共價(jià)鍵的本質(zhì)是電性的，是兩原子核對(duì)共用電子對(duì)或原子軌道重疊所形成負(fù)電區(qū)域的吸引力，不是正負(fù)離子間的靜電力。共價(jià)鍵有方向性和飽和性。金屬鍵金屬鍵在固態(tài)或液態(tài)金屬中，價(jià)電子可以自由地在不同原子間移動(dòng)，使其成為多個(gè)原子所共有，這些共用電子將許多原子粘合在一起的作用，被稱(chēng)為是金屬鍵。3成的固體，其質(zhì)點(diǎn)在空間的分布具有周期性和對(duì)稱(chēng)性。晶胞晶胞是從晶體結(jié)構(gòu)中取出的能夠反映晶體周期性和對(duì)程性的重復(fù)單元。2、金屬的晶體結(jié)構(gòu)金屬的晶體結(jié)構(gòu)金屬原子之間靠金屬鍵結(jié)合形成的晶體為金屬晶體。金屬晶體的三種類(lèi)型和特征為面心立方晶體晶胞中八個(gè)角上各有一個(gè)原子，六個(gè)面中心各有一個(gè)原子，角上的原子為臨近8個(gè)晶胞所共有，每個(gè)面中心原子為2個(gè)晶胞所共有。晶胞的原子數(shù)為4。晶胞長(zhǎng)度A（晶胞參數(shù)ABC）與原子半徑R之間的關(guān)系為22AR晶胞中原子堆積系數(shù)（晶胞中原子體積與晶胞體積的比值）APF074體心立方晶體晶胞中八個(gè)角上各有一個(gè)原子，晶胞的中心有一個(gè)原子，角上的原子為臨近8個(gè)晶胞所共有，所以，體心立方晶胞中的原子數(shù)為2。晶胞長(zhǎng)度A（晶胞參數(shù)ABC）與原子半徑R之間的關(guān)系為43RA晶胞中原子堆積系數(shù)APF068密排六方晶體由兩個(gè)簡(jiǎn)單六方晶胞穿插而成。形狀為八面體，上下兩個(gè)面為六角形，六個(gè)側(cè)面為長(zhǎng)方形。密排六方的晶胞參數(shù)有兩個(gè)，A為正六邊形的邊長(zhǎng)，C為上下底面的間距（晶胞高度）。。晶胞中原子堆積系數(shù)APF074。1633CA金屬晶體密度CANAVN3、陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)、陶瓷的晶體結(jié)構(gòu)陶瓷晶體中大量存在的是離子晶體，由于離子鍵不具有方向性和飽和性，有利于空間的緊密堆積，堆積方式取決于陰陽(yáng)離子的電荷和離子半徑R的相對(duì)大小。配位數(shù)與配位多面體配位數(shù)與配位多面體在晶體中，離子或原子周?chē)c它直接相鄰的異號(hào)離子或原子的個(gè)數(shù)稱(chēng)為配位數(shù)，正離子周?chē)?fù)離子數(shù)不同，形成的配位多面體形狀不同，導(dǎo)致離子晶體的空間構(gòu)型不同。離子晶體的密度離子晶體的密度CACANAAVN4、晶體學(xué)基礎(chǔ)、晶體學(xué)基礎(chǔ)晶胞參數(shù)晶胞參數(shù)通過(guò)晶胞上的某一點(diǎn)（習(xí)慣取左下角后面的點(diǎn)），沿晶胞的三個(gè)棱邊作坐標(biāo)軸X，Y，Z的長(zhǎng)度A，B，C和三條棱邊的夾角Α，Β，Γ這6個(gè)參數(shù)為晶胞參數(shù)，可以表示晶胞的大小和形狀。晶系晶系晶系是根據(jù)晶胞外形即棱邊長(zhǎng)度之間關(guān)系和晶軸夾角情況對(duì)晶體進(jìn)行分類(lèi)，故只考慮A，B，C是否相等，Α，Β，Γ是否相等和是否呈直角等因素，不涉及晶胞中原子的具體排列。晶系只有7種，如表36所示?？臻g點(diǎn)陣空間點(diǎn)陣為了便于分析討論晶體中原子或分子的排列情況，把它們抽象為規(guī)則排列于空間的無(wú)數(shù)個(gè)幾何點(diǎn)，各個(gè)點(diǎn)周?chē)沫h(huán)境相同，這種點(diǎn)子的空間排列稱(chēng)為空間點(diǎn)陣。布拉維（布拉維（BRAVAISBRAVAIS）點(diǎn)陣）點(diǎn)陣按照每個(gè)陣點(diǎn)周?chē)h(huán)境相同的要求，布拉維用數(shù)學(xué)方法確定，只能有14種空間點(diǎn)陣，這14種點(diǎn)陣就被稱(chēng)為布拉維點(diǎn)陣，它們又歸屬于7個(gè)晶系中。（附圖，表）。在研究和分析有關(guān)晶體問(wèn)題時(shí)，常涉及晶體的某些方向（稱(chēng)為晶向）和平面（稱(chēng)為晶面），為了便于表示，國(guó)際上通用的是密勒（MILLER）指數(shù)，標(biāo)注的方法如下晶向指數(shù)晶向指數(shù)晶向指數(shù)用UVW表示（三軸定向），其中U、V、W三個(gè)數(shù)字是晶向矢量在參考坐標(biāo)系X、Y、Z軸上的矢量分量經(jīng)等比例化簡(jiǎn)而得出。晶向族晶向族晶體中原子周期排列相同的所有晶向?yàn)榫蜃?，用表示。同一晶向族中不同晶向的指?shù)，數(shù)字組成相同。已知一個(gè)晶向指數(shù)后，對(duì)U、V、W進(jìn)行排列組合，就可以得到此晶向族的所有晶向指數(shù)。晶面指數(shù)晶面指數(shù)晶面指數(shù)用（HKL）（三軸定向）表示一組平行晶面，稱(chēng)為晶面指數(shù)，數(shù)字HKL是晶面在三個(gè)坐標(biāo)軸（晶軸）上截距的倒數(shù)的互質(zhì)整數(shù)比。晶面族晶面族在對(duì)稱(chēng)性高的晶體中（如立方晶系），往往有并不平行的兩組以上的晶面，原子排列狀況是相同的，這些晶面就構(gòu)成了晶面族，用HKL。六方晶系指數(shù)六方晶系指數(shù)六方晶系的晶面和晶向指數(shù)可以采用同樣的上述方法（三軸定向）標(biāo)定，但存在不能顯示晶體的主要特征的缺點(diǎn)，故采用四軸定向。A1、A2、A3和C四個(gè)晶軸，A1、A2、A3之間的夾角為120OC軸與它們垂直。此時(shí)，晶面指數(shù)用（HKIL）（四軸定向）來(lái)表示，標(biāo)定方法仍同三軸定向相同。六方晶系按照兩種晶軸系所得的晶面指數(shù)和晶向指數(shù)可以互相轉(zhuǎn)換。對(duì)晶面指數(shù)從（HKIL）轉(zhuǎn)換成HKL只要去掉I即可；反之加上IHK。對(duì)晶向指數(shù)UVW與UVTW之間的轉(zhuǎn)換為UN32UV，VN32VU，TUVWNW晶帶晶帶所有相交于某一晶向直線上或平行與此直線的晶面構(gòu)成晶帶，此直線稱(chēng)為晶帶軸晶帶軸。晶面間距與晶面夾角晶面間距與晶面夾角不同的HKL晶面，其間距各不相同，總體上是，低指數(shù)的晶面間距較大，高指數(shù)的晶面間距較小。5、晶體中的緊密堆積、晶體中的緊密堆積根據(jù)質(zhì)點(diǎn)的大小不同，晶體中球體的緊密堆積分為等徑球體和不等徑球體。金屬可看作為等徑球體，等徑球體的最緊密堆積方式有六方最緊密堆積和面心立方最緊密堆積兩種。等徑球體最緊密堆積時(shí)，存在兩種類(lèi)型的間隙，即八面體間隙（六個(gè)原子之間的間隙）和四面體間隙（四個(gè)原子之間的間隙），四面體空隙小于八面體空隙。最緊密堆積空隙的分布情況是每個(gè)球周?chē)?個(gè)四面體空隙和6個(gè)八面體空隙。N個(gè)等徑球體最緊密堆積時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的四面體間隙為2N個(gè)，八面體間隙為N個(gè)。陶瓷多為離子晶體，即晶體的緊密堆積屬于不等徑球體的堆積。不等徑球體堆積時(shí)，大球首先按最近密堆積方式堆積，小球填充在大球堆積形成的四面體或八面體空隙中，具體的填充還要取決于離子的相對(duì)大小。6、非晶態(tài)、非晶態(tài)非晶態(tài)固體指原子在空間排布上沒(méi)有長(zhǎng)程有序的固體。非晶態(tài)固體中包含大量無(wú)規(guī)取向的小的有序疇，每個(gè)原子周?chē)徳拥呐帕腥跃哂幸欢ㄒ?guī)律，呈現(xiàn)一定的幾何特征。因而，非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的基本特征是短程有序而長(zhǎng)程無(wú)序。7、基本要求、基本要求描述晶體與非晶體在原子（或分子）結(jié)構(gòu)上的不同。

簡(jiǎn)介：第三章1試述結(jié)晶相變的熱力學(xué)條件、動(dòng)力學(xué)條件、能量及結(jié)構(gòu)條件。2如果純鎳凝固時(shí)的最大過(guò)冷度與其熔點(diǎn)（TM＝1453℃）的比值為018，試求其凝固驅(qū)動(dòng)力。（ΔH＝18075JMOL）3已知CU的熔點(diǎn)TM＝1083℃，熔化潛熱LM＝188103JCM3，比表面能Σ＝144105JCM3。（1）試計(jì)算CU在853℃均勻形核時(shí)的臨界晶核半徑。（2）已知CU的相對(duì)原子質(zhì)量為635，密度為89GCM3求臨界晶核中的原子數(shù)。4試推導(dǎo)杰克遜（KAJACKSON）方程5鑄件組織有何特點(diǎn)6液體金屬凝固時(shí)都需要過(guò)冷，那么固態(tài)金屬熔化時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱，為什么7已知完全結(jié)晶的聚乙烯（PE）其密度為101GCM3低密度乙烯（LDPE）為092GCM3，而高密度乙烯（HDPE）為096GCM3，試計(jì)算在LDPE及HDPE中“資自由空間”的大小。8欲獲得金屬玻璃，為什么一般選用液相線很陡從而有較低共晶溫度的二元系9比較說(shuō)明過(guò)冷度、臨界過(guò)冷度、動(dòng)態(tài)過(guò)冷度等概念的區(qū)別。10分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系。11什么叫臨界晶核它的物理意義及與過(guò)冷度的定量關(guān)系如何12簡(jiǎn)述純金屬晶體長(zhǎng)大的機(jī)制。13試分析單晶體形成的基本條件。14指出下列概念的錯(cuò)誤之處，并改正。1所謂過(guò)冷度，是指結(jié)晶時(shí)，在冷卻曲線上出現(xiàn)平臺(tái)的溫度與熔點(diǎn)之差；而動(dòng)態(tài)過(guò)冷度是指結(jié)晶過(guò)程中，實(shí)際液相的溫度與熔點(diǎn)之差。2金屬結(jié)晶時(shí)，原子從液相無(wú)序排列到固相有序排列，使體系熵值減少，因此是一個(gè)生長(zhǎng)形態(tài)僅僅是一種推理。18液體純金屬中加入形核劑，其生長(zhǎng)形態(tài)總是呈樹(shù)枝狀。19純金屬結(jié)晶時(shí)若呈垂直方式長(zhǎng)大，其界面時(shí)而光滑，時(shí)而粗糙，交替生長(zhǎng)。20從宏觀上觀察，若液－固界面是平直的稱(chēng)為光滑界面結(jié)構(gòu)，若是金屬鋸齒形的稱(chēng)為粗糙界面結(jié)構(gòu)。21純金屬結(jié)晶時(shí)以樹(shù)枝狀形態(tài)生長(zhǎng)，或以平面狀形態(tài)生長(zhǎng)，與該金屬的熔化熵?zé)o關(guān)。22金屬結(jié)晶時(shí)，晶體長(zhǎng)大所需要的動(dòng)態(tài)過(guò)冷度有時(shí)還比形核所需要的臨界過(guò)冷度大。1分析結(jié)晶相變時(shí)系統(tǒng)自由能的變化可知，結(jié)晶的熱力學(xué)條件為G0，才有GB0。即只有過(guò)冷，才能使G0。動(dòng)力學(xué)條件為液固界面前沿液體的溫度TTM熔點(diǎn)，即存在動(dòng)態(tài)過(guò)冷。玻璃是過(guò)冷的液體。這種液體的黏度大，原子遷移性小，因而難于結(jié)晶，如高分子材料硅酸鹽、塑料等在一般的冷卻條件下，便可獲得玻璃態(tài)。金屬則不然。由于液態(tài)金屬的黏度低，冷到液相線以下便迅速結(jié)晶，因而需要很大的冷卻速度估計(jì)金屬玻璃是通過(guò)超快速冷卻的方法，抑制液固結(jié)晶過(guò)程，獲得性能異常的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。8HDPE的自由空間為；LDPE的自由空間為7，說(shuō)明在熔化時(shí)，自由能的變化AG表面1010℃／S才能獲得玻璃態(tài)。為了在較低的冷速下獲得金屬玻璃，就應(yīng)增加液態(tài)的穩(wěn)定性，使其能在較寬的溫度范圍存在。實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)液相線很陡從而有較低共晶溫度時(shí)，就能增加液態(tài)的穩(wěn)定性，故選用這樣的二元系如FEB，F(xiàn)EC，HP，F(xiàn)ESI等。為了改善性能，可以加入一些其他元素如NI，MO，CR，CO等。這類(lèi)金屬玻璃可以在

簡(jiǎn)介：材料科學(xué)發(fā)展的歷史材料是人類(lèi)生活和生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然和改造自然的工具。人類(lèi)文明曾被劃分為舊石器時(shí)代、新石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代等，由此可見(jiàn)材料的發(fā)展對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響沒(méi)有材料就是沒(méi)有發(fā)展。人類(lèi)誕生以前其實(shí)就有了材料，材料的歷史與人類(lèi)史一樣久遠(yuǎn)，可能還要比之久遠(yuǎn)呢在人類(lèi)文明的進(jìn)程中，材料大致經(jīng)歷了以下五個(gè)發(fā)展階段，他們是1使用純天然材料的初級(jí)階段舊石器時(shí)代人類(lèi)只能使用天然材料（如獸皮、甲骨、羽毛、樹(shù)木、草葉、石塊、泥土等），之后也都只是純天然材料的簡(jiǎn)單加工而已。2人類(lèi)單純利用火制造材料的階段新石器時(shí)代、銅器時(shí)代和鐵器時(shí)代，是人類(lèi)利用火來(lái)對(duì)天然材料進(jìn)行煅燒、冶煉和加工的時(shí)代，主要材料有陶、銅和鐵。3利用物理與化學(xué)原理合成材料的階段20世紀(jì)初，由于物理和化學(xué)等科學(xué)理論在材料技術(shù)中的應(yīng)用，從而出現(xiàn)了材料科學(xué)。在此基礎(chǔ)上，人類(lèi)開(kāi)始了人工合成材料的新階段，主要材料人工合成塑料、合成纖維及合成橡膠等合成高分子材料的出現(xiàn)，加上已有的金屬材料和陶瓷材料（無(wú)機(jī)非金屬材料）構(gòu)成了現(xiàn)代材料（除合成高分子材料以外，人類(lèi)也合成了一系列的合金材料和無(wú)機(jī)非金屬材料。超導(dǎo)材料、半導(dǎo)體材料、光纖等材料都是這一階段的杰出代表）。4材料的復(fù)合化階段20世紀(jì)50年代金屬陶瓷的出現(xiàn)標(biāo)志著復(fù)合材料時(shí)代的到來(lái)。人類(lèi)已經(jīng)可以利用新的物理、化學(xué)方法，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)計(jì)獨(dú)特性能的復(fù)合材料（只要是由兩種不同的相組成的材料都可以稱(chēng)為復(fù)合材料）。5材料的智能化階段如形狀記憶合金、光致變色玻璃等等都是近年研發(fā)的智能材料（自然界中的材料都具有自適應(yīng)、自診斷合資修復(fù)的功能，而目前研制成功的智能材料距，而主要的差距在其使用耐高溫材料方面，耐高溫材料的發(fā)展可以提高各種熱機(jī)的效率，具有重大的民用和軍工的效果。2陶瓷材料近年功能陶瓷的發(fā)展非常迅速，各種新材料的開(kāi)發(fā)進(jìn)展較快，應(yīng)該注意跟蹤世界先進(jìn)水平，在制造和加工技術(shù)方面力求突破。碳纖維也是新一代高強(qiáng)材料，應(yīng)用前景廣闊，應(yīng)盡快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。3電子和能源材料（1）電子材料的領(lǐng)域非常廣泛，也是我國(guó)比較落后的部分，與集成電路制造相關(guān)的材料研究具有戰(zhàn)略意義，應(yīng)加大投入。（2）作為新一代能源，熱電材料和燃料電池的開(kāi)發(fā)應(yīng)受到重視。4高分子材料在高分子材料方面，要注重精密合成高分子、高分子建筑學(xué)、智能高分子和環(huán)境高分子開(kāi)發(fā)，并加大投入力度；汽車(chē)用塑料的開(kāi)發(fā)也具有重要意義。5其他新材料（1）超細(xì)和納米材料具有常規(guī)材料所不具有的優(yōu)異特性，應(yīng)加強(qiáng)這方面的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究（納米科技是指在納米尺度（1NM到100NM之間）上研究物質(zhì)（包括原子、分子的操縱）的特性和相互作用，以及利用這些特性的多學(xué)科交叉的科學(xué)和技術(shù)。當(dāng)物質(zhì)小到1至100納米（10一10米）時(shí)，由於其量子效應(yīng)、物質(zhì)的局域性及巨大的表面及界面效應(yīng)，使物質(zhì)的很多性能發(fā)生質(zhì)變呈現(xiàn)出許多既不同於宏觀物體，也不同於單個(gè)孤立原子的奇異現(xiàn)象。納米科技的最終目標(biāo)是直接以原子、分子及物質(zhì)在納米尺度上表現(xiàn)出來(lái)的新穎的物理、化學(xué)和生物學(xué)特性製造出具有特定功能的產(chǎn)品。（2）梯度功能材料在一定意義上也可稱(chēng)為仿生材料，可以綜合不同材料的優(yōu)點(diǎn)，是

簡(jiǎn)介：PEC材料工程英語(yǔ)證書(shū)考試材料工程英語(yǔ)證書(shū)考試材料科學(xué)基礎(chǔ)詞匯材料科學(xué)基礎(chǔ)詞匯材料的類(lèi)型材料的類(lèi)型TYPESOFMATERIALSMETALSCERAMICSPOLYMERSCOMPOSITESELASTOMER部分材料性質(zhì)復(fù)習(xí)REVIEWOFEDPROPERTIESOFMATERIALS電導(dǎo)率和電阻率CONDUCTIVITYRESISTIVITY熱導(dǎo)率THERMALCONDUCTIVITY應(yīng)力和應(yīng)變STRESSSTRAIN彈性應(yīng)變ELASTICSTRAIN塑性應(yīng)變PLASTICSTRAIN屈服強(qiáng)度YIELDSTRENGTH最大抗拉強(qiáng)度ULTIMATETENSILESTRENGTH最大強(qiáng)度ULTIMATESTRENGTH延展性DUCTILITY伸長(zhǎng)率ELONGATION斷面收縮率REDUCTIONOFAREA頸縮NECKING斷裂強(qiáng)度BREAKINGSTRENGTH韌性TOUGHNESS硬度HARDNESS疲勞強(qiáng)度FATIGUESTRENGTH蜂窩HONEYCOMB熱脆性HEATSHTNESS晶胞中的原子數(shù)ATOMSPERCELL籽晶生長(zhǎng)SEEDEDGROWTH均質(zhì)核化HOMOGENEOUSNUCLEATION異質(zhì)核化HETEROGENEOUSNUCLEATION均勻化熱處理HOMOGENIZATIONHEATTREATMENT熟料GROG自恰場(chǎng)SELFCONSISTENTFIELD固溶體固溶體SOLIDSOLUTION有序固溶體DEREDSOLIDSOLUTION無(wú)序固溶體DISDEREDSOLIDSOLUTION有序合金DEREDALLOY無(wú)序合金DISDEREDALLOY無(wú)序點(diǎn)陣DISDEREDLATTICE分散，擴(kuò)散，彌散DISPERSAL分散劑DISPERSANT分散劑，添加劑DISPERSANTADDITIVE分散劑，彌散劑DISPERSANTAGENT缺陷缺陷DEFECTIMPERFECTION點(diǎn)缺陷POINTDEFECT線缺陷LINEDEFECTDISLOCATION面缺陷INTERFACEDEFECTSURFACEDEFECT體缺陷VOLUMEDEFECT位錯(cuò)排列DISLOCATIONARRANGEMENT位錯(cuò)陣列DISLOCATIONARRAY位錯(cuò)氣團(tuán)DISLOCATIONATMOSPHERE

簡(jiǎn)介：南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院關(guān)于南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院關(guān)于試卷評(píng)閱規(guī)范化要求暫行草案試卷評(píng)閱規(guī)范化要求暫行草案為了提高本科教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)一步規(guī)范本科教學(xué)管理，從本學(xué)期開(kāi)始，所有考試試卷統(tǒng)一要求進(jìn)行規(guī)范化批改和評(píng)分，具體要求如下1專(zhuān)業(yè)類(lèi)相同的同一課程需統(tǒng)一教材、統(tǒng)一試卷。不允許學(xué)生包括研究生參與閱卷工作。2嚴(yán)格按照參考答案評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行批改，如多重答案需在參考答案中注明，便于檢查。3必須采用紅色鋼筆或紅色圓珠筆閱卷，試卷裝訂后，封面一律采用黑色或藍(lán)黑鋼筆簽字，不能采用鉛筆閱卷或簽字。4試題完全正確的打勾，完全錯(cuò)的打叉，否則打半勾。以試卷中的小題為單位，每道題必須有標(biāo)記，且只能有一個(gè)標(biāo)記；打半勾標(biāo)記的試題，對(duì)于錯(cuò)誤的部分用下劃線標(biāo)出，不完整的用省略號(hào)標(biāo)出。5每份試卷的評(píng)閱標(biāo)志統(tǒng)一采用得分制。每一大題得分標(biāo)在左上角得分欄內(nèi)，小題得分標(biāo)在標(biāo)題右側(cè)空白處；對(duì)于選擇和填空等題型給一個(gè)總的得分。6如果發(fā)現(xiàn)批改錯(cuò)誤，不能涂抹，應(yīng)該在錯(cuò)誤的批改中間畫(huà)兩條橫線，然后將正確批改重新標(biāo)出，并簽名，且簽名的次數(shù)和修改的次數(shù)相同。分?jǐn)?shù)的書(shū)寫(xiě)和計(jì)算錯(cuò)誤，不能在原數(shù)字上修改，應(yīng)該在原先的數(shù)字中間劃兩條橫線后，在就近空白處重新寫(xiě)出正確的數(shù)字并簽名。7試卷分析應(yīng)該具體對(duì)題型、題數(shù)、內(nèi)容覆蓋度、難度等做出分析，認(rèn)真填寫(xiě)試卷質(zhì)量分析表。考試成績(jī)一般應(yīng)符合學(xué)生實(shí)際情況，優(yōu)秀成績(jī)一般不超過(guò)30，如出現(xiàn)偏差時(shí)，任課教師應(yīng)提交本課程詳盡的學(xué)習(xí)狀態(tài)分析報(bào)告做出說(shuō)明和解釋。8教師應(yīng)通過(guò)試卷評(píng)閱，及時(shí)收集、分析、總結(jié)學(xué)生答卷中的問(wèn)題，組織考后講評(píng)，并書(shū)面向系科作學(xué)期教學(xué)情況和考試工作的報(bào)告，提出今后改進(jìn)本課程教學(xué)的意見(jiàn)。9考試全部結(jié)束后一周內(nèi)，學(xué)院組織相關(guān)人員對(duì)試卷進(jìn)行核查，并視情節(jié)輕重給考試全部結(jié)束后一周內(nèi)，學(xué)院組織相關(guān)人員對(duì)試卷進(jìn)行核查，并視情節(jié)輕重給予批評(píng)、通報(bào)批評(píng)、扣發(fā)津貼等處理。予批評(píng)、通報(bào)批評(píng)、扣發(fā)津貼等處理。本規(guī)定自公布之日起實(shí)行。南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院20130613南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院關(guān)于南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院關(guān)于試卷評(píng)閱規(guī)范化要求暫行草案試卷評(píng)閱規(guī)范化要求暫行草案為了提高本科教學(xué)質(zhì)量，進(jìn)一步規(guī)范本科教學(xué)管理，從本學(xué)期開(kāi)始，所有考試試卷統(tǒng)一要求進(jìn)行規(guī)范化批改和評(píng)分，具體要求如下1專(zhuān)業(yè)類(lèi)相同的同一課程需統(tǒng)一教材、統(tǒng)一試卷。不允許學(xué)生包括研究生參與閱卷工作。2嚴(yán)格按照參考答案評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行批改，如多重答案需在參考答案中注明，便于檢查。3必須采用紅色鋼筆或紅色圓珠筆閱卷，試卷裝訂后，封面一律采用黑色或藍(lán)黑鋼筆簽字，不能采用鉛筆閱卷或簽字。4試題完全正確的打勾，完全錯(cuò)的打叉，否則打半勾。以試卷中的小題為單位，每道題必須有標(biāo)記，且只能有一個(gè)標(biāo)記；打半勾標(biāo)記的試題，對(duì)于錯(cuò)誤的部分用下劃線標(biāo)出，不完整的用省略號(hào)標(biāo)出。5每份試卷的評(píng)閱標(biāo)志統(tǒng)一采用得分制。每一大題得分標(biāo)在左上角得分欄內(nèi)，小題得分標(biāo)在標(biāo)題右側(cè)空白處；對(duì)于選擇和填空等題型給一個(gè)總的得分。6如果發(fā)現(xiàn)批改錯(cuò)誤，不能涂抹，應(yīng)該在錯(cuò)誤的批改中間畫(huà)兩條橫線，然后將正確批改重新標(biāo)出，并簽名，且簽名的次數(shù)和修改的次數(shù)相同。分?jǐn)?shù)的書(shū)寫(xiě)和計(jì)算錯(cuò)誤，不能在原數(shù)字上修改，應(yīng)該在原先的數(shù)字中間劃兩條橫線后，在就近空白處重新寫(xiě)出正確的數(shù)字并簽名。7試卷分析應(yīng)該具體對(duì)題型、題數(shù)、內(nèi)容覆蓋度、難度等做出分析，認(rèn)真填寫(xiě)試卷質(zhì)量分析表?？荚嚦煽?jī)一般應(yīng)符合學(xué)生實(shí)際情況，優(yōu)秀成績(jī)一般不超過(guò)30，如出現(xiàn)偏差時(shí)，任課教師應(yīng)提交本課程詳盡的學(xué)習(xí)狀態(tài)分析報(bào)告做出說(shuō)明和解釋。8教師應(yīng)通過(guò)試卷評(píng)閱，及時(shí)收集、分析、總結(jié)學(xué)生答卷中的問(wèn)題，組織考后講評(píng)，并書(shū)面向系科作學(xué)期教學(xué)情況和考試工作的報(bào)告，提出今后改進(jìn)本課程教學(xué)的意見(jiàn)。9考試全部結(jié)束后一周內(nèi)，學(xué)院組織相關(guān)人員對(duì)試卷進(jìn)行核查，并視情節(jié)輕重給考試全部結(jié)束后一周內(nèi)，學(xué)院組織相關(guān)人員對(duì)試卷進(jìn)行核查，并視情節(jié)輕重給予批評(píng)、通報(bào)批評(píng)、扣發(fā)津貼等處理。予批評(píng)、通報(bào)批評(píng)、扣發(fā)津貼等處理。本規(guī)定自公布之日起實(shí)行。南京師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院20130613

簡(jiǎn)介：材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)下材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)下中原工學(xué)院材料加工工程系中原工學(xué)院材料加工工程系授課班級(jí)材控授課班級(jí)材控08（1）（2）主講教師主講教師徐向俊徐向俊指導(dǎo)教師徐向俊指導(dǎo)教師徐向俊劉英劉英劉紅艷劉紅艷2鋼經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)砂輪磨削，被削成屑狀顆粒并沿砂輪旋轉(zhuǎn)切線方向拋射出來(lái)。具有一定溫度之鋼屑顆粒在運(yùn)行中與空氣相摩擦并與氧氣激烈反應(yīng)使之溫度升高，甚至達(dá)到鋼的熔化溫度。這些高溫顆粒在空間運(yùn)行的軌跡就是火花的流線。在運(yùn)行中與空氣中的氧反應(yīng)形成一層氧化亞鐵薄膜，由于鋼顆粒中含有C元素，在高溫下C與氧結(jié)合生產(chǎn)CO，于是氧化亞鐵的鐵又被鐵還原，被還原的鐵再次被氧化，再次又被還原，這種反應(yīng)多次重復(fù)，使鋼粒內(nèi)部聚集了相當(dāng)多的CO氣體，當(dāng)CO的壓力足夠沖破鋼表面氧化膜約束時(shí)，CO將粉碎這層氧化膜而迸射出來(lái)，這就發(fā)生爆裂。爆裂時(shí)高溫鋼粒飛濺，這就形成爆花。鋼粒經(jīng)一次爆裂后，若碎片中仍有未參加反應(yīng)之FE和C，在運(yùn)行過(guò)程中仍將繼續(xù)上述反應(yīng)，于是產(chǎn)生二次、三次爆花。流線和爆花的色澤與鋼的化學(xué)成分有關(guān)，與導(dǎo)熱性有關(guān)?；鸹ǖ纳珴桑炼龋?biāo)志鋼顆粒運(yùn)行時(shí)具有的溫度。溫度越高，火花越明亮。3一些常有鋼材的火花鑒別鎢鎢是強(qiáng)烈的抑制爆裂元素，鎢在鋼中存在會(huì)使火束呈暗紅色，細(xì)化流線，而爆裂幾乎不發(fā)生。狐尾尾花是鎢的特征。鉬鉬也是強(qiáng)烈的抑制爆裂元素，能細(xì)化芒線和加深火花色澤。槍尖尾花是鉬的特征。鉻鉻對(duì)火花的影響比較復(fù)雜，低鉻使火花束色澤明亮，高鉻能使芒線消失。釩釩盡管是助長(zhǎng)爆裂的元素，在高速鋼種占得比例較小，又受到W、MO、CR的影響，因此起不到爆裂的作用。20鋼的火花形態(tài)火花束稍長(zhǎng)，流線粗、數(shù)量多，尾部有不明顯的槍尖下垂，爆花多分為一次爆花，有時(shí)產(chǎn)生二次爆花?；鸹ㄊ什蔹S帶微紅色，尾部為暗紅色。45鋼整個(gè)火花束較短，流線多而亂，流線較細(xì)，尾部有分叉下垂現(xiàn)象。爆花呈多根分叉三次爆花樹(shù)枝狀花，呈大星形，爆裂強(qiáng)度較大，花的張角較大，花的間距清晰，爆花位置都在尾部和中部，芒線多而亂，有花粉?；鸹ㄊ庶S白明亮色。

簡(jiǎn)介：第九章失效一、學(xué)習(xí)目的一個(gè)部件或結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)常常要求工程師使失效的可能性降到最小。這樣，理解各種失效模式的機(jī)制就很重要，即斷裂、疲勞和蠕變。此外，熟悉所應(yīng)用的合適的設(shè)計(jì)原理，以防止服役中失效二、本章主要教學(xué)內(nèi)容學(xué)習(xí)本章后你可以做如下1描述韌性與脆性斷裂的裂紋擴(kuò)展機(jī)理。2解釋脆性材料的強(qiáng)度比理論計(jì)算值低很多的原因。3以術(shù)語(yǔ)來(lái)定義斷裂韌性（A）簡(jiǎn)單陳述（B）給出公式，說(shuō)明公式中所有參數(shù)。4分辨應(yīng)力集中系數(shù)、斷裂韌性、平面應(yīng)變斷裂韌性。5簡(jiǎn)單解釋為何相同陶瓷材料的同樣試樣的斷裂強(qiáng)度通常會(huì)顯著分散。6簡(jiǎn)單描述陶器出現(xiàn)細(xì)微裂紋的現(xiàn)象。7給出名稱(chēng)并描述兩種沖擊斷裂實(shí)驗(yàn)技術(shù)。8定義疲勞并特殊說(shuō)明產(chǎn)生條件。9從某種材料的疲勞圖上確定A疲勞壽命（在特定應(yīng)力值下）；B疲勞強(qiáng)度（在給定循環(huán)次數(shù)條件下）。10定義蠕變，詳細(xì)說(shuō)明其產(chǎn)生條件。11給出某種材料的蠕變圖，判定A穩(wěn)態(tài)蠕變率，B斷裂壽命。1重要名詞、概念和基本定律（中英文對(duì)照）DUCTILEFRACTUREAMODEOFFRACTURETHATISATTENDEDBYEXTENSIVEGROSSPLASTICDEFMATION延性韌性斷裂一種伴隨大量塑性變形的斷裂方式。BRITTLEFRACTUREFRACTURETHATOCCURSBYRAPIDCRACKPROPAGATIONWITHOUTAPPRECIABLEMACROSCOPICDEFMATION脆性斷裂通過(guò)快速裂紋擴(kuò)展發(fā)生斷裂，沒(méi)有明顯的宏觀變形。TRANSGRANULARFRACTUREFRACTUREOFPOLYCRYSTALLINEMATERIALSBYCRACKPROPAGATIONTHROUGHTHEGRAINS穿晶斷裂多晶材料裂紋穿過(guò)晶粒擴(kuò)展而斷裂。INTERGRANULARFRACTUREFRACTUREOFPOLYCRYSTALLINEMATERIALSBYCRACKPROPAGATIONALONGGRAINBOUNDARIES沿晶斷裂多晶材料裂紋沿著晶界擴(kuò)展而斷裂。FRACTUREMECHANICSATECHNIQUEOFFRACTUREANALYSISUSEDTODETERMINETHESTRESSLEVELATWHICHPREEXISTINGCRACKSOFKNOWNSIZEWILLPROPAGATELEADINGTOFRACTURE斷裂力學(xué)一門(mén)斷裂分析技術(shù)，用于確定已知尺寸的預(yù)先存在裂紋擴(kuò)展并導(dǎo)致斷裂的應(yīng)力水平。STRESSRAISERASMALLFLAWINTERNALSURFACEASTRUCTURALDISCONTINUITYATWHICHANAPPLIEDTENSILESTRESSWILLBEAMPLIFIEDFROMWHICHCRACKSMAY應(yīng)力集中一個(gè)小裂縫（內(nèi)部或表面的）或者是結(jié)構(gòu)不連續(xù)，在該處施加的拉伸應(yīng)力將被放大，裂紋會(huì)擴(kuò)展。FATIGUELIMITFFATIGUETHEMAXIMUMSTRESSAMPLITUDELEVELBELOWWHICHAMATERIALCANENDUREANESSENTIALLYINFINITENUMBEROFSTRESSCYCLESNOTFAIL疲勞極限對(duì)疲勞而言，最大應(yīng)力幅值水平，低于該值材料可以承受無(wú)限次應(yīng)力循環(huán)而不失效。FATIGUESTRENGTHTHEMAXIMUMSTRESSLEVELTHATAMATERIALCANSUSTAINWITHOUTFAILINGFSOMESPECIFIEDNUMBEROFCYCLES疲勞強(qiáng)度對(duì)應(yīng)某一特定循環(huán)次數(shù)，材料能承受而不失效的最大應(yīng)力水平。CASEHARDENINGHARDENINGOFTHEOUTERSURFACE‘‘CASE’’OFASTEELCOMPONENTBYACARBURIZINGNITRIDINGPROCESSUSEDTOIMPROVEWEARFATIGUERESISTANCE表面硬化通過(guò)滲碳或滲氮方法使鋼件的外表面或“表面”硬化，用于改善耐磨性和抗疲勞性。CREEPTHETIMEDEPENDENTPERMANENTDEFMATIONTHATOCCURSUNDERSTRESSFMOSTMATERIALSITISIMPTANTONLYATELEVATEDTEMPERATURES蠕變承受應(yīng)力時(shí)依賴(lài)于時(shí)間發(fā)生的永久性變形，對(duì)大多數(shù)材料而言只在高溫下重要。CROSIONFATIGUEATYPEOFFAILURETHATRESULTSFROMTHESIMULTANEOUSACTIONOFACYCLICSTRESSCHEMICALATTACK腐蝕疲勞由循環(huán)應(yīng)力和化學(xué)腐蝕同時(shí)作用導(dǎo)致的一類(lèi)失效。FATIGUEFAILUREATRELATIVELYLOWSTRESSLEVELSOFSTRUCTURESTHATARESUBJECTEDTOFLUCTUATINGCYCLICSTRESSES疲勞在相對(duì)低的應(yīng)力水平下，承受交變和循環(huán)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的失效。FATIGUELIFENFTHETOTALNUMBEROFSTRESSCYCLESTHATWILLCAUSEAFATIGUEFAILUREATSOMESPECIFIEDSTRESSAMPLITUDE疲勞壽命NF在某一指定應(yīng)力幅值下，引起疲勞失效的應(yīng)力循環(huán)總數(shù)。STRESSINTENSITYFACTKAFACTUSEDINFRACTUREMECHANICSTOSPECIFYTHESTRESSINTENSITYATTHETIPOFACRACK應(yīng)力強(qiáng)度因子K斷裂力學(xué)中使用的一個(gè)因子，說(shuō)明裂紋尖端處的應(yīng)力強(qiáng)度。THERMALFATIGUEATYPEOFFATIGUEFAILUREWHEREINTHECYCLICSTRESSESAREINTRODUCEDBYFLUCTUATINGTHERMALSTRESSES熱疲勞一種疲勞失效類(lèi)型，循環(huán)應(yīng)力是由于交變熱應(yīng)力引起的。2主要例題、習(xí)題的分析解答指導(dǎo)舉例91較大塊玻璃承受40MPA拉力，如果其比表面能和彈性模量為03JM2和69GPA，求不產(chǎn)生斷裂的最大表面裂紋長(zhǎng)度。解答解此題必須用公式93，把A作為應(yīng)變量重組表達(dá)式，已知Σ40MPAΓS03JM2E69GPA，代入得

簡(jiǎn)介：第五章晶體缺陷一、學(xué)習(xí)目的材料的性質(zhì)決定于其組成原子的性質(zhì)及其結(jié)構(gòu)（原子空間位置和相互作用關(guān)系）。絕對(duì)理想化的晶體材料由于其原子性質(zhì)和結(jié)構(gòu)都是唯一確定的，所以其性質(zhì)也是唯一確定的。這樣一來(lái)材料理想化晶體材料的性質(zhì)就非常容易研究，材料世界中也會(huì)非常單調(diào)古板。慶幸的是實(shí)際材料中存在很多對(duì)理想晶體的偏離（所謂晶體缺陷）。這些偏離使實(shí)際材料的性質(zhì)產(chǎn)生了許多變數(shù)，造就了我們面前的多彩的材料世界?？梢哉f(shuō)材料的性質(zhì)決定于其中晶體缺陷的種類(lèi)和分布（結(jié)構(gòu)）。因此材料科技工作者必須要掌握材料中已知缺陷的種類(lèi)、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)、表征方法和這些缺陷對(duì)材料的各種性質(zhì)的影響規(guī)律。從而解釋為什么這種材料在經(jīng)過(guò)這樣處理之后會(huì)有這樣的性質(zhì)。應(yīng)該說(shuō)，我們對(duì)晶體缺陷的認(rèn)識(shí)還不全面。隨著理論深化、表征手段的完善，晶體缺陷的知識(shí)在增加。本章的另外一個(gè)重要目的是向同學(xué)展示晶體缺陷相關(guān)問(wèn)題的研究思路和方法，培養(yǎng)大家對(duì)此類(lèi)問(wèn)題的研究能力。二、本章的主要內(nèi)容1、描述空位和自空隙原子晶體缺陷。2、已知相關(guān)的常數(shù)，計(jì)算具體溫度下材料中的平衡空位數(shù)。3、說(shuō)出兩種固溶體類(lèi)型，并且簡(jiǎn)要寫(xiě)出各自的定義，畫(huà)出草圖。4、說(shuō)出并描述在陶瓷化合物中發(fā)現(xiàn)的八種不同的離子點(diǎn)缺陷。5、已知一金屬的分子質(zhì)量以及其中兩種或兩種以上元素的原子量，計(jì)算每一種元素的質(zhì)量百分比和原子百分比。6、對(duì)于刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)和混合位錯(cuò)A描述并且畫(huà)出每一種位錯(cuò)；B標(biāo)出位錯(cuò)線的位置；C標(biāo)明位錯(cuò)線的延伸方向。7、描述A晶界B孿晶界附近區(qū)域內(nèi)的原子結(jié)構(gòu)。三、重要術(shù)語(yǔ)和概念A(yù)LLOY合金合金AMETALLICSUBSTANCETHATISCOMPOSEDOFTWOMEELEMENTS由兩種及以上元素組成的金屬材料。WEIGHTPERCENTWT質(zhì)量百分?jǐn)?shù)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)CONCENTRATIONSPECIFICATIONONTHEBASISOFWEIGHTMASSOFAPARTICULARELEMENTRELATIVETOTHETOTALALLOYWEIGHTMASSSTOICHIOMETRY正常價(jià)化合物正常價(jià)化合物FIONICCOMPOUNDSTHESTATEOFHAVINGEXACTLYTHERATIOOFCATIONSTOANIONSSPECIFIEDBYTHECHEMICALFMULA在離子化合物中，正、負(fù)離子的比例嚴(yán)格遵守化學(xué)公式定義的化合價(jià)關(guān)系。IMPERFECTION缺陷，不完整性缺陷，不完整性ADEVIATIONFROMPERFECTIONNMALLYAPPLIEDTOCRYSTALLINEMATERIALSWHEREINTHEREIS相對(duì)尺寸較小的溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑或晶格原子之間間隙位置所形成的固溶體。SOLIDSOLUTION固溶體固溶體AHOMOGENEOUSCRYSTALLINEPHASETHATCONTAINSTWOMECHEMICALSPECIESBOTHSUBSTITUTIONALINTERSTITIALSOLIDSOLUTIONSAREPOSSIBLE包含兩種或兩種以上元素的均勻單相。固溶體可以以置換固溶體或間隙固溶體的形式存在。SOLIDSOLUTIONSTRENGTHENING固溶體強(qiáng)化固溶體強(qiáng)化HARDENINGSTRENGTHENINGOFMETALSTHATRESULTFROMALLOYINGINWHICHASOLIDSOLUTIONISFMEDTHEPRESENCEOFIMPURITYATOMSRESTRICTSDISLOCATIONMOBILITY由于形成固溶體的合金化過(guò)程引起的金屬硬化和強(qiáng)化，其機(jī)制是異類(lèi)原子的存在限制了位錯(cuò)的可動(dòng)性。SOLUTE溶質(zhì)溶質(zhì)ONECOMPONENTELEMENTOFASOLUTIONPRESENTINAMINCONCENTRATIONITISDISSOLVEDINTHESOLVENT溶液（固溶體）中，含量較少的組元或元素。溶質(zhì)溶解在溶劑中。溶液（固溶體）中，含量較少的組元或元素。溶質(zhì)溶解在溶劑中。SOLUTIONHEATTREATMENT固溶處理，均勻化退火固溶處理，均勻化退火THEPROCESSUSEDTOFMASOLIDSOLUTIONBYDISSOLVINGPRECIPITATEPARTICLESOFTENTHESOLIDSOLUTIONISSUPERSATURATEDMETASTABLEATAMBIENTCONDITIONSASARESULTOFRAPIDCOOLINGFROMANELEVATEDTEMPERATURE讓沉淀物融解而形成固溶體的熱處理過(guò)程。通常情況下，從固溶處理溫度下快速冷卻，形成室溫下亞穩(wěn)態(tài)過(guò)飽和固溶體。SOLVENT溶劑溶劑THECOMPONENTOFASOLUTIONPRESENTINTHEGREATESTAMOUNTITISTHECOMPONENTTHATDISSOLVESASOLUTE溶液（固溶體）中，含量最大的組元，此組元溶解了溶質(zhì)。溶液（固溶體）中，含量最大的組元，此組元溶解了溶質(zhì)。BURGERSVECT柏氏矢量柏氏矢量BAVECTTHATDENOTESTHEMAGNITUDEDIRECTIONOFLATTICEDISTTIONASSOCIATEDWITHADISLOCATION表示位錯(cuò)引起晶格畸變程度和方向的矢量。矢量。COMPOSITIONCI成分，組成成分，組成THERELATIVECONTENTOFAPARTICULARELEMENTCONSTITUENTIWITHINANALLOYUSUALLYEXPRESSEDINWEIGHTPERCENTATOMPERCENT合金中某一元素或組分的相對(duì)含量，通常用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)或原子百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。DEFECTSTRUCTURE缺陷結(jié)構(gòu)，缺陷組態(tài)缺陷結(jié)構(gòu)，缺陷組態(tài)RELATINGTOTHEKINDSCONCENTRATIONSOFVACANCIESINTERSTITIALSINACERAMIC

簡(jiǎn)介：第5章材料的形變和再結(jié)晶材料的形變和再結(jié)晶1有一70MPA應(yīng)力作用在FCC晶體的001方向上，求作用在（111）和（111）滑移系上的分切應(yīng)力。答案矢量數(shù)性積ABABABAB滑移系（負(fù)號(hào)不影響切應(yīng)力大小，故取正號(hào)）滑移系2ZN單晶在拉伸之前的滑移方向與拉伸軸的夾角為45，拉伸后滑移方向與拉伸軸的夾角為30，求拉伸后的延伸率。答案如圖所示，AC和A’C’分別為拉伸前后晶體中兩相鄰滑移面之間的距離。因?yàn)槔烨昂蠡泼骈g距不變，即ACA’C’在兩個(gè)不同的恒定溫度產(chǎn)生同樣程度的再結(jié)晶時(shí)，兩邊取對(duì)數(shù)；同樣故得。代入相應(yīng)數(shù)據(jù)，得到T3026H。1有一根長(zhǎng)為5M，直徑為3MM的鋁線，已知鋁的彈性模量為70GPA，求在200N的拉力作用下，此線的總長(zhǎng)度。答案2一MG合金的屈服強(qiáng)度為180MPA，E為45GPA，A）求不至于使一塊10MM2MM的MG板發(fā)生塑性變形的最大載荷；B）在此載荷作用下，該鎂板每MM的伸長(zhǎng)量為多少答案3已知燒結(jié)AL2O3的孔隙度為5，其E370GPA。若另一燒結(jié)AL2O3的E270GPA，試求其孔隙度。答案4有一CU30ZN黃銅板冷軋25后厚度變?yōu)?CM，接著再將此板厚度減少到06CM，試求總冷變形度，并推測(cè)冷軋后性能變化。答案5有一截面為10MM10MM的鎳基合金試樣，其長(zhǎng)度為40MM，拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下載荷（N）標(biāo)距長(zhǎng)度（MM）040043，10040186，200402102，000404104，800408109，600416113，800424121，300440126，900460127，600480113，800（破斷）502試計(jì)算其抗拉強(qiáng)度B，屈服強(qiáng)度02，彈性模量以及延伸率。答案6將一根長(zhǎng)為20M，直徑為14MM的鋁棒通過(guò)孔徑為127MM的模具拉拔，求A）這根鋁棒拉拔后的尺寸；B）這根鋁棒要承受的冷加工率。答案