材料科學(xué)基礎(chǔ)簡(jiǎn)答題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上孿晶和滑移的特點(diǎn)：相同點(diǎn)：宏觀上，都是切應(yīng)力作用下發(fā)生的剪切變形；微觀上，都是晶體塑性變形的基本形式，是晶體的一部分沿一 定晶面和晶向相對(duì)另一部分的移動(dòng)過程；兩者都不會(huì)改變晶體結(jié)構(gòu)； 從機(jī)制上看，都是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)結(jié)果。 不同點(diǎn)：滑移不改變晶體的位相，孿生改變了晶體位向； 滑移是全位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而孿生是不全位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果； 滑移是不均勻切變過程，而孿生是均勻切變過程； 滑移比較平緩，應(yīng)力應(yīng)變曲線較光滑、連續(xù)，孿生則呈鋸齒狀；兩者發(fā)生的條件不同，孿生所需臨界分切應(yīng)力值遠(yuǎn)大于滑移，因 此只有在滑移受阻情況下晶體才以孿生方式形變。滑移產(chǎn)生的切變較大（取決于晶體的塑性），而孿生切

2、變較小，取決于晶體結(jié)構(gòu)?；貜?fù)機(jī)制:1） 低溫回復(fù)（0.10.3Tm） 點(diǎn)缺陷（空位和間隙原子)運(yùn)動(dòng)至晶界出或位錯(cuò)處消失、空位和間隙原子結(jié)合消失、空位結(jié)合成空位對(duì)。結(jié)果導(dǎo)致點(diǎn)缺陷密度降低。2）中溫回復(fù)  （0.30.5Tm） 位錯(cuò)可以在滑移面上滑移或交滑移，使異號(hào)位錯(cuò)相遇相消，位 錯(cuò)密度下降，位錯(cuò)纏結(jié)內(nèi)部重新排列組合，使變形亞晶規(guī)整化。3）高溫回復(fù)（>0.5Tm） 位錯(cuò)除滑移外，還可獲得足夠的能量產(chǎn)生攀移，使滑移面上不規(guī)整的位錯(cuò)重新分布，形成亞晶界和亞晶粒，使彈性畸變能降低。位錯(cuò)攀移（滑移）位錯(cuò)垂直排列（亞晶界） 多邊化（亞晶粒） 彈性畸變能降低。4）位錯(cuò)反應(yīng)形成亞晶 肖脫基缺陷

3、 離開平衡位置的原子遷移至晶體表面的正常格點(diǎn)位置，而晶體內(nèi)僅留有空位，晶體中形成了肖特基缺陷滑移：是指晶體的一部分沿一定的晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生滑動(dòng)位移的現(xiàn)象。固溶強(qiáng)化：是指由于溶質(zhì)原子的固溶而引起的強(qiáng)化效應(yīng)。擴(kuò)散：由于物質(zhì)中原子（或者其他的微觀粒子）的微觀熱運(yùn)動(dòng)所引起的強(qiáng)化效應(yīng)。影響擴(kuò)散的因素1. 溫度升高，擴(kuò)散原子獲得能量超越勢(shì)壘幾率增大，且空位濃度增大，有利擴(kuò)散。2. 原子結(jié)合鍵越弱，Q越小，D越大。3. 在間隙固溶體中，擴(kuò)散激活能較小，原子擴(kuò)散較快；在置換固溶體中擴(kuò)散激活能比間隙擴(kuò)散大得多。4. 晶體的致密度越高，原子擴(kuò)散時(shí)的路徑越窄，產(chǎn)生的晶格畸變?cè)酱?，同時(shí)原子結(jié)合能也越大，使

4、得擴(kuò)散激活能越大，擴(kuò)散系數(shù)減小。5. 晶粒尺寸越小，金屬的晶界面積越多，晶界擴(kuò)散對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的貢獻(xiàn)就越大。6. 晶體中的位錯(cuò)對(duì)擴(kuò)散也有促進(jìn)作用7. 化學(xué)成分影響：若增加濃度能使原子的Q減小，而D0增加，則D增大。多晶體塑性變形的過程主要為變形的傳遞和協(xié)調(diào)1、變形的傳遞 當(dāng)多晶體中少數(shù)取向有利的晶粒開始滑移時(shí)，當(dāng)一個(gè)晶粒位錯(cuò)在某滑移系上動(dòng)作后，位錯(cuò)遇到晶粒便塞積起來，位錯(cuò)的塞積便會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，應(yīng)力集中使臨近晶粒的位錯(cuò)源啟動(dòng)，原來取向不利的經(jīng)理開始變形，相鄰晶粒的變形時(shí)位錯(cuò)塞積產(chǎn)生的應(yīng)力集中得以松弛，滑移傳遞。2、變形的協(xié)調(diào) 假如多晶體在變形時(shí)各個(gè)晶粒的自身變形都像單晶體一樣，彼此獨(dú)立變形互

5、相不約束，那么在晶界附近變形將是不連續(xù)的，會(huì)出現(xiàn)空隙或裂縫，為了適應(yīng)變形的協(xié)調(diào)，要求臨近晶粒的晶界附近區(qū)域有幾個(gè)滑移系動(dòng)作，就是已變形晶粒自身，除了變形的主滑移系外，在晶界附件也要求有幾個(gè)滑移系同時(shí)動(dòng)作。當(dāng)有大量晶粒發(fā)生滑移后，金屬便顯示出明顯的塑性變形。 多晶體金屬塑性變形的特點(diǎn)1各晶粒變形的不同時(shí)性和不均勻性。2各晶粒變形的相互協(xié)調(diào)性，需要五個(gè)以上的獨(dú)立滑移系同時(shí)動(dòng)作。3滑移的傳遞，必須激發(fā)相鄰晶粒的位錯(cuò)源。4多晶體的變形抗力比單晶體大，變形更不均勻。5塑性變形時(shí)，導(dǎo)致一些物理、化學(xué)性能的變化。6時(shí)間性,多晶體金屬塑性變形需要一個(gè)過程。 晶粒大小對(duì)材料強(qiáng)度和塑性的影響材料晶粒越細(xì)

6、，室溫強(qiáng)度越高，塑性越好，稱為細(xì)晶強(qiáng)化。 位錯(cuò)理論解釋材料晶粒越細(xì)，強(qiáng)度越高，塑性越好。在外加切應(yīng)力作用下，位錯(cuò)沿著某個(gè)滑移面運(yùn)動(dòng)，當(dāng)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)至晶界受阻，便塞積起來，產(chǎn)生了應(yīng)力集中。由于粗品粒晶界塞積的位鍺數(shù)多，產(chǎn)生的應(yīng)力集中較大，更容易使相鄰晶粒的位錯(cuò)源開動(dòng)，即在較低的外力下就開始塑性交形，因而粗品粒的屈服強(qiáng)度較低?；貜?fù)再結(jié)晶的組織和化學(xué)性能的變化：1. 組織的變化回復(fù)階段：顯微組織仍為纖維狀，無可見變化,高溫回復(fù)階段，胞狀位錯(cuò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)閬喚?；再結(jié)晶階段：變形晶粒通過形核長(zhǎng)大，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌臒o畸變的等軸晶粒。2.力學(xué)性能的變化回復(fù)階段：強(qiáng)度、硬度略有下 降，塑性略有提高。再結(jié)晶階段：強(qiáng)度、硬

7、度明顯下降，塑性明顯提高。影響再結(jié)晶的因素1 退火溫度。溫度越高，再結(jié)晶速度越大。2 變形量。變形量越大，再結(jié)晶溫度越低；隨變形量增大，再結(jié)晶溫 度趨于穩(wěn)定；變形量低于一定值，再結(jié)晶不能進(jìn)行。3 原始晶粒尺寸。晶粒越小，驅(qū)動(dòng)力越大；晶界越多，有利于形核。4 微量溶質(zhì)元素。阻礙位錯(cuò)和晶界的運(yùn)動(dòng)，不利于再結(jié)晶。5 第二分散相。間距和直徑都較大時(shí)，提高畸變能，并可作為形核核 心，促進(jìn)再結(jié)晶；直徑和間距很小時(shí)，提高畸變能，但阻礙晶界遷 移，阻礙再結(jié)晶。置換固溶體與間隙固溶體的區(qū)別1， 置換固溶體是由溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑原子晶格的結(jié)點(diǎn)位置而形成的，間隙固溶體是由溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑原子晶格的間隙中而形成的。2， 置換固溶體中溶質(zhì)與溶劑可以有限固溶也可以無限固溶，而間隙固溶體只有原子半徑接近于溶劑晶格某些間隙半徑的溶質(zhì)原子才有可能進(jìn)入晶格的間隙中而形成，只能是有限固溶體。固溶體