材料科學基礎復習

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上材料科學基礎課程復習綱要 增加重點復習內容：1.為什么顆粒細化能提高材料的化學反應活性、燃燒結性能？（簡答型，或擴展為闡述分析型大題）2.為什么細金化能提高材料的強度和斷裂韌性？ （簡答型，或擴展為闡述分析型大題）3.從圖3.20分析非晶態(tài)合金、微晶合金以及準晶合金的過程異同？（簡答型）4.晶體、非晶體、準晶體的異同？（簡答型）5.影響晶體生長形態(tài)的外因？（簡答型）6.細化金屬鑄件晶粒的方法？（簡答型）7.純金屬的結晶過程？（簡答型）8.晶體的缺陷有哪些？以及各種缺陷對晶體性能的影響？（簡答型，或擴展為闡述分析型大題）、第一大類知識要點：應該牢固掌握的關鍵知識要素一、

2、出題形式一：填空類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原來的平衡位置，進入其它空位或遷移至晶界或表面，形成 空位。如果離位原子進入晶體間隙，形成 空位。3點缺陷的類型分為 和間隙原子；當相遇時兩者都消失，這一過程稱為 。4塑性變形不僅可以改變金屬材料的外形，還使其內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 和 殘余應力 。5再冷塑變過程中，歪理所做的功有一部分以畸變能的形式儲存在形變金屬內部，具體表現(xiàn)為： 宏觀殘余應力 、 微觀殘余應力 和 點陣畸變 。 6均勻形核必須具備的條件是：1.必須過冷；2. 必須具備與一定多

3、冷度相適應的 和 。7面心立方結構的滑移面是111，共有 組，每組滑移面上包含 個滑移方向，共有 個滑移系。8由于 效應及 效應，使多晶體的變形抗力比單晶體大，其中， 效應是多晶體加工硬化更主要的原因。9滑移面應是面間距最 面，滑移方向是原子最 方向。10金屬塑性變形時，外力所作的功除了轉化為熱量之外，還有一小部分被保留在金屬內部，表現(xiàn)為 。 11金屬的熱變形是指金屬材料在再結晶溫度以上的加工變形，在此過程中，金屬內部同時進行著加工硬化和 軟化兩個過程。12. 擴散的驅動力是 ；再結晶的驅動力為 ；再結晶后晶粒的長大的驅動力是： ，純金屬結晶的驅動力是 。13. 晶體中原子在表面、晶界、位錯處

4、的擴散速度比原子在晶內的擴散速度快，這種現(xiàn)象叫 。14. 回復的初始階段回復機制以 為主，后期以為主 。15材料的結合方式有原子鍵 、 、 和范德華力四種化學鍵結合方式。16滑移面應是面間距最 面，滑移方向是原子最 方向。17刃型位錯的柏氏矢量b與位錯線t互相 ，刃型位錯移動的方向與b方向 。螺型位錯的移動方向與柏氏矢量b ，螺型位錯的柏氏矢量b方向與位錯線t的方向 。18由于界面能的存在，當晶體中存在能降低界面能的異類原子時，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.必須過冷；2. 必須具備與一定多冷度相適應的 和 。20由于 效應及取向差效應，使多晶體的變形抗力

5、比單晶體大，且取向差效應是多晶體加工硬化更主要的原因。21細化鑄件晶粒的方法有：1、 2、 3、 。22金屬液態(tài)結構特點是 ，此結構原子團稱為 。23材料中質點的擴散機制主要有 和 兩種。24. 在過冷度不很大時，形核率主要受形核功因子的控制，當過冷度非常大時，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，它綜合考慮了應力和裂紋尺寸對斷裂的影響26、在鋼熱處理中，影響奧氏體晶粒大小的因素有： 、 、 、 、27、刃型位錯的柏氏矢量b與位錯線t互相 ，刃型位錯移動的方向與b方向 。螺型位錯的移動方向與柏氏矢量b ，螺型位錯的柏氏矢量b

6、方向與位錯線t的方向 。28、由于界面能的存在，當晶體中存在能降低界面能的異類原子時，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選擇無關，但與柏氏回路的具體路徑，大小有關。 （ ）2對稱傾側晶界中同號位錯垂直排列，刃型位錯產生的壓應力場與拉應力場可互相抵消，不產生長程應力場，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在粗糙界面和負溫度梯度下易生長形成樹枝狀晶體。 （ ）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作用于位錯的力只是一種組態(tài)力，它不代表位錯附近原子實際所受到的力。（ ）7回

7、復不能使金屬性能恢復到冷變形前的水平。 （ ）8超塑性不靠滑移進行，而是由晶界的滑動和晶粒的轉動所致。 （ ）9擴散是物質內部由于熱運動導致原子或分子定向遷移的過程。 （ ）10如果固體中不存在擴散流，則說明原子沒有擴散 。 （ ）11幾何結晶學通過幾何學的方法把晶體材料中的質點抽象出來并設想為結點，通過空間格子構造的概念來描述晶體的結構。 （ ）12孿晶關系指相鄰兩晶?；蛞粋€晶粒內部相鄰兩部分沿一個公共晶面（孿晶界）構成鏡面對稱的位向關系。 （ ） 、第二大類知識要點：名詞、概念、術語，他們是是一些重要、常見和關鍵的專業(yè)名詞。一、出題形式一：名詞解釋，如：1滑移系 2顯微結構3柯氏（Cott

8、rell）氣團（P134） 4交滑移 5柯肯達爾效應 6、幾何軟化1、 7應力（材料科學或者材料力學學科所定義的）要點：（1）內力，（2）單位面積上的力8加工硬化（P133） ：從機械性能能看，材料通過加工后 型變量越大，形變金屬的強度和硬度越高，而塑性韌性下降。這便是加工硬化。 9形變織構（P133） 金屬冷塑性變形時，晶體要發(fā)生轉動，使金屬晶體中原為任意取向的個晶粒逐漸調整到取向彼此一致，這就形成了晶體的擇優(yōu)取向，稱為形變織構。硬取向：晶體中有些滑移系與外力取向偏離45º很遠，需要較大的s值才能滑移，稱為硬取向。上坡擴散 ：強調擴散的驅動力不是濃度大的向濃度小的地方擴散，而是濃度

9、小的向濃度大的地方擴散。顯微結構：闡述要點為（1）在電子顯微鏡下看到的結構，（2）尺寸大小的表述，（3）看到的內容。二、出題形式二：簡答，如：1、晶體的特性。2、根據(jù)公式KIC=(a)1/2討論細晶化對材料斷裂韌性的影響、第三大類知識要點：關于材料結構、性能、機理、機制的記憶一、出題形式一：簡答簡述 1、簡要論述稀土金屬微觀結構和性能特點。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、用弗蘭克瑞德源機制解釋位錯的增值過程。4、 (1)晶體的特性；(2)晶體、非晶體和準晶體的結構差別。

10、5、（1）材料的分類；（2）用-曲線解釋陶瓷材料和金屬材料韌性的差別。6、再結晶的形核機制。二、出題形式二：闡述，如：1、請闡述材料內部合理的再結晶對材料力學性能和晶體結構的影響。2、某一材料晶體結構為離子鍵結合，半徑小的質點取代晶格中半徑大的質點后，試分析：（1）對材料內部應力場的影響,(2)對材料力學性能和失效的影響。 3、（1）根據(jù)晶體材料中晶體的概念和特征，闡述晶體、非晶體核準晶體的差異，（2）用相關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。 、第三大類知識要點：理論計算、標注出題形式一：計算題，如：已知銅晶體的切變模量G=4×1010Nm-2，位錯的柏

11、氏矢量等于原子間距，b=2.0×10-10m，取=0.75，計算（1）單位長度位錯線的應變能。（2）單位體積的嚴重變形銅晶體內部存儲的位錯應變能。（設位錯密度為1010m/cm3）出題形式二：標注題，如：在單位晶胞中標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、第四大類知識要點：結合本地產業(yè)來應用理論分析問題出題形式：小論文方式的闡述題，如1、結合佛山支柱材料工業(yè)情況對一具體材料產業(yè)的現(xiàn)狀談談你的見解。2、闡述稀土金屬材料在一具體產業(yè)中的應用。補充內容

12、：1、鋼件通過加熱、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、加熱速度和保溫時間等參數(shù)是比較重要的工藝條件。2、晶間斷裂和晶內斷裂的內容3、滑移系數(shù)目與材料塑性的關系：（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數(shù)有關4、名詞解釋：硬取向：晶體中有些滑移系與外力取向偏離45º很遠，需要較大的s值才能滑移，稱為硬取向。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，稱為“軟取向”。通常是軟取向的滑移系首先滑移。5、名詞解釋：幾何硬化與幾何軟化幾何硬化：如果晶體滑移面原來是處于其法線與外力軸夾角接近

13、45º的位向，經滑移和轉動后，就會轉到此夾角越來越遠離45º的位向，從而使滑移變得越來越困難。幾何軟化：經滑移和轉動后，一些原來角度遠離45º的晶面將轉到接近45º，使滑移變得容易進行。6、在“刃型位錯”受力分析中，如果位錯線的上部鄰近范圍受到壓應力，則其下部鄰近范圍受到拉應力。7、對高溫合金熔體進行急冷，可能獲得非晶態(tài)合金、微晶合金和準晶合金，請闡述：（1）這三種形態(tài)合金的結構差別，（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？（結合結晶學和書本P61的理論和圖形3.20）8、在冷塑變過程中，外力所作的功大部分轉化為熱，尚有一部分（約10%）轉化為以畸變能的形式儲存在形變金屬內部，這部分能量叫儲存能。儲存能的具體表現(xiàn)形式有：宏觀殘余應力、微觀殘余應力和點陣畸變。9、闡述：（1）形變金屬在退火過程中顯微組織的變化，（2）在不同加熱階段形變金屬的回復機理。（P145-146）12、關于再結晶的內容：（1）再結晶的定義，（2）影響再結晶的因素。（3）二次再結晶的定義，（4）簡要闡述再結晶和二次再結晶對材料性能的影響13、