材料中的原子排列原子的結(jié)合方式1原子結(jié)構(gòu)2原子

1、第一章材料中的原子排列第一節(jié)原子的結(jié)合方式原子結(jié)構(gòu)原子結(jié)合鍵（1）離子鍵與離子晶體原子結(jié)合：電子轉(zhuǎn)移，結(jié)合力大，無(wú)方向性和飽和性；離子晶體；硬度高，脆性大，熔點(diǎn)高、導(dǎo)電性差。如氧化物陶瓷。（2）共價(jià)鍵與原子晶體原子結(jié)合：電子共用，結(jié)合力大，有方向性和飽和性；原子晶體：強(qiáng)度高、硬度高（金剛石）、熔點(diǎn)高、脆性大、導(dǎo)電性差。如高分子材料。（3）金屬鍵與金屬晶體原子結(jié)合：電子逸出共有，結(jié)合力較大，無(wú)方向性和飽和性；金屬晶體：導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性好，熔點(diǎn)較高。如金屬。金屬鍵：依靠正離子與構(gòu)成電子氣的自由電子之間的靜電引力而使諸原子結(jié)合到一起的方式。（3）分子鍵與分子晶體原子結(jié)合：電子云偏移，結(jié)合力很小

2、，無(wú)方向性和飽和性。分子晶體：熔點(diǎn)低，硬度低。如高分子材料。氫鍵：（離子結(jié)合）X-H-Y（氫鍵結(jié)合），有方向性，如O-HO（4）混合鍵。如復(fù)合材料。結(jié)合鍵分類(lèi)（1）一次鍵（化學(xué)鍵）：金屬鍵、共價(jià)鍵、離子鍵。（2）二次鍵（物理鍵）：分子鍵和氫鍵。原子的排列方式（1）晶體：原子在三維空間內(nèi)的周期性規(guī)則排列。長(zhǎng)程有序，各向異性。（2）非晶體：不規(guī)則排列。長(zhǎng)程無(wú)序，各向同性。第二節(jié)原子的規(guī)則排列晶體學(xué)基礎(chǔ)空間點(diǎn)陣與晶體結(jié)構(gòu)（1）空間點(diǎn)陣：由幾何點(diǎn)做周期性的規(guī)則排列所形成的三維陣列。圖1-5特征：a原子的理想排列；b有14種。其中：空間點(diǎn)陣中的點(diǎn)陣點(diǎn)。它是純粹的幾何點(diǎn)，各點(diǎn)周?chē)h(huán)境相同。描述晶體中原子排

3、列規(guī)律的空間格架稱(chēng)之為晶格?？臻g點(diǎn)陣中最小的幾何單元稱(chēng)之為晶胞。（2）晶體結(jié)構(gòu)：原子、離子或原子團(tuán)按照空間點(diǎn)陣的實(shí)際排列。特征：a可能存在局部缺陷；b可有無(wú)限多種。晶胞圖16（1）:構(gòu)成空間點(diǎn)陣的最基本單兀。（2）選取原則：a能夠充分反映空間點(diǎn)陣的對(duì)稱(chēng)性；b相等的棱和角的數(shù)目最多；c具有盡可能多的直角；d體積最小。（3）形狀和大小有三個(gè)棱邊的長(zhǎng)度a,b,c及其夾角a，B，Y表示。（4）晶胞中點(diǎn)的位置表示（坐標(biāo)法）。布拉菲點(diǎn)陣圖1714種點(diǎn)陣分屬7個(gè)晶系。晶向指數(shù)與晶面指數(shù)晶向：空間點(diǎn)陣中各陣點(diǎn)列的方向。晶面：通過(guò)空間點(diǎn)陣中任意一組陣點(diǎn)的平面。國(guó)際上通用米勒指數(shù)標(biāo)定晶向和晶面。晶向指數(shù)的標(biāo)定a建

4、立坐標(biāo)系。確定原點(diǎn)(陣點(diǎn))、坐標(biāo)軸和度量單位(棱邊)。b求坐標(biāo)。u,v,w。c化整數(shù)。u,v,w.d加。uvw。說(shuō)明：a指數(shù)意義：代表相互平行、方向一致的所有晶向。b負(fù)值：標(biāo)于數(shù)字上方，表示同一晶向的相反方向。c晶向族：晶體中原子排列情況相同但空間位向不同的一組晶向。用uvw表示,數(shù)字相同，但排列順序不同或正負(fù)號(hào)不同的晶向?qū)儆谕痪蜃?。晶面指?shù)的標(biāo)定a建立坐標(biāo)系：確定原點(diǎn)(非陣點(diǎn))、坐標(biāo)軸和度量單位。b量截距：x,y,z。c取倒數(shù)：h,k,l。d化整數(shù)：h,k,k。e加圓括號(hào)：(hkl)。說(shuō)明：a指數(shù)意義：代表一組平行的晶面；b0的意義：面與對(duì)應(yīng)的軸平行；c平行晶面：指數(shù)相同,或數(shù)字相同但正

5、負(fù)號(hào)相反；d晶面族：晶體中具有相同條件(原子排列和晶面間距完全相同),空間位向不同的各組晶面。用hkl表示。e若晶面與晶向同面,則hu+kv+lw=0;f若晶面與晶向垂直，則u=h,k=v,w=l。六方系晶向指數(shù)和晶面指數(shù)a六方系指數(shù)標(biāo)定的特殊性：四軸坐標(biāo)系(等價(jià)晶面不具有等價(jià)指數(shù))。b晶面指數(shù)的標(biāo)定標(biāo)法與立方系相同(四個(gè)截距)；用四個(gè)數(shù)字(hkil)表示；i=-(h+k)。c晶向指數(shù)的標(biāo)定標(biāo)法與立方系相同(四個(gè)坐標(biāo))；用四個(gè)數(shù)字(uvtw)表示；t=-(u+w)。依次平移法：適合于已知指數(shù)畫(huà)晶向(末點(diǎn))。坐標(biāo)換算法：UVWuvtwu=(2U-V)/3,v=(2V-U)/3,t=-(U+V)/

6、3,w=W。晶帶a:平行于某一晶向直線所有晶面的組合。晶帶軸J晶帶面b性質(zhì)：晶帶用晶帶軸的晶向指數(shù)表示；晶帶面/晶帶軸；hu+kv+lw=0c晶帶定律凡滿足上式的晶面都屬于以u(píng)vw為晶帶軸的晶帶。推論：由兩晶面(hkl)(h2k2l2)求其晶帶軸uvw：u=k1l2-k2l1;v=l1h2-l2h1;w=h1k2-h2k1。由兩晶向u1v1w1u2v2w2求其決定的晶面(hkl)。H=v1w1-v2w2;k=w1u2-w2u1;l=u1v2-u2v1。晶面間距a:一組平行晶面中，相鄰兩個(gè)平行晶面之間的距離。b計(jì)算公式(簡(jiǎn)單立方)：d=a/(h2+k2+l2)1/2注意：只適用于簡(jiǎn)單晶胞；對(duì)于面

7、心立方hkl不全為偶、奇數(shù)、體心立方h+k+l=奇數(shù)時(shí)，d(hkl)=d/2。(hkl)典型晶體結(jié)構(gòu)及其幾何特征三種常見(jiàn)晶體結(jié)構(gòu)面心立方（Al,FCC）體心立方（Al,BCC）密排六方（A3,HCP）晶胞原子數(shù)426點(diǎn)陣常數(shù)a=2/2ra=4/3/3ra=2r配位數(shù)128（86）12致密度0.740.680.74堆垛方式ABCABC.ABABAB.ABABAB.結(jié)構(gòu)間隙正四面體正八面體四面體扁八面體四面體正八面體（個(gè)數(shù)）84126126（譏）0.2250.4140.290.150.2250.414配位數(shù)（CN）：晶體結(jié)構(gòu)中任一原子周?chē)罱业染嚯x的原子數(shù)。致密度（K）：晶體結(jié)構(gòu)中原子體積占總體

8、積的百分?jǐn)?shù)。K=nv/V。間隙半徑（rB）：間隙中所能容納的最大圓球半徑。B離子晶體的結(jié)構(gòu)（1）鮑林第一規(guī)則（負(fù)離子配位多面體規(guī)則）：在離子晶體中，正離子周?chē)纬梢粋€(gè)負(fù)離子配位多面體，正負(fù)離子間的平衡距離取決于正負(fù)離子半徑之和，正離子的配位數(shù)取決于正負(fù)離子的半徑比。（2）鮑林第二規(guī)則（電價(jià)規(guī)則含義）：一個(gè)負(fù)離子必定同時(shí)被一定數(shù)量的負(fù)離子配位多面體所共有。（3）鮑林第三規(guī)則（棱與面規(guī)則）在配位結(jié)構(gòu)中，共用棱特別是共用面的存在，會(huì)降低這個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。共價(jià)鍵晶體的結(jié)構(gòu)（1）飽和性：一個(gè)原子的共價(jià)鍵數(shù)為8-N。（2）方向性：各鍵之間有確定的方位（配位數(shù)小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定）多晶型性元素的晶體結(jié)構(gòu)隨外界條件的

9、變化而發(fā)生轉(zhuǎn)變的性質(zhì)。影響原子半徑的因素（1）溫度與應(yīng)力（2）結(jié)合鍵的影響（3）配位數(shù)的影響（高配位結(jié)構(gòu)向低配位結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變時(shí)，體積膨脹，原子半徑減小減緩體積變化。（4）核外電子分布的影響（一周期內(nèi)，隨核外電子數(shù)增加至填滿，原子半徑減小至一最小值。第三節(jié)原子的不規(guī)則排列原子的不規(guī)則排列產(chǎn)生晶體缺陷。晶體缺陷在材料組織控制（如擴(kuò)散、相變）和性能控制（如材料強(qiáng)化）中具有重要作用。晶體缺陷：實(shí)際晶體中與理想點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)發(fā)生偏差的區(qū)域。（晶體缺陷可分為以下三類(lèi)。）點(diǎn)缺陷：在三維空間各方向上尺寸都很小的缺陷。如空位、間隙原子、異類(lèi)原子等。線缺陷：在兩個(gè)方向上尺寸很小，而另一個(gè)方向上尺寸較大的缺陷。主要是位錯(cuò)。面

10、缺陷：在一個(gè)方向上尺寸很小，在另外兩個(gè)方向上尺寸較大的缺陷。如晶界、相界、表面等。點(diǎn)缺陷1點(diǎn)缺陷的類(lèi)型圖131（1）空位：肖脫基空位離位原子進(jìn)入其它空位或遷移至晶界或表面。弗蘭克爾空位離位原子進(jìn)入晶體間隙。（2）間隙原子：位于晶體點(diǎn)陣間隙的原子。（3）置換原子：位于晶體點(diǎn)陣位置的異類(lèi)原子。點(diǎn)缺陷的平衡濃度（1）點(diǎn)缺陷是熱力學(xué)平衡的缺陷在一定溫度下，晶體中總是存在著一定數(shù)量的點(diǎn)缺陷（空位），這時(shí)體系的能量最低具有平衡點(diǎn)缺陷的晶體比理想晶體在熱力學(xué)上更為穩(wěn)定。（原因：晶體中形成點(diǎn)缺陷時(shí)，體系內(nèi)能的增加將使自由能升高，但體系熵值也增加了，這一因素又使自由能降低。其結(jié)果是在G-n曲線上出現(xiàn)了最低值，對(duì)

11、應(yīng)的n值即為平衡空位數(shù)。）（2）點(diǎn)缺陷的平衡濃度C=Aexp（-Ev/kT）點(diǎn)缺陷的產(chǎn)生及其運(yùn)動(dòng)（1）點(diǎn)缺陷的產(chǎn)生平衡點(diǎn)缺陷：熱振動(dòng)中的能力起伏。過(guò)飽和點(diǎn)缺陷：外來(lái)作用，如高溫淬火、輻照、冷加工等。（2）點(diǎn)缺陷的運(yùn)動(dòng)（遷移、復(fù)合濃度降低；聚集濃度升高塌陷）點(diǎn)缺陷與材料行為（1）結(jié)構(gòu)變化：晶格畸變（如空位引起晶格收縮，間隙原子引起晶格膨脹，置換原子可引起收縮或膨脹。）（2）性能變化：物理性能（如電阻率增大，密度減小。）力學(xué)性能（屈服強(qiáng)度提高。）線缺陷（位錯(cuò)）位錯(cuò)：晶體中某處一列或若干列原子有規(guī)律的錯(cuò)排。意義：（對(duì)材料的力學(xué)行為如塑性變形、強(qiáng)度、斷裂等起著決定性的作用，對(duì)材料的擴(kuò)散、相變過(guò)程有較大

12、影響。）位錯(cuò)的提出：1926年，弗蘭克爾發(fā)現(xiàn)理論晶體模型剛性切變強(qiáng)度與與實(shí)測(cè)臨界切應(yīng)力的巨大差異（24個(gè)數(shù)量級(jí)）。1934年，泰勒、波朗依、奧羅萬(wàn)幾乎同時(shí)提出位錯(cuò)的概念。1939年，柏格斯提出用柏氏矢量表征位錯(cuò)。1947年，柯垂耳提出溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的交互作用。1950年，弗蘭克和瑞德同時(shí)提出位錯(cuò)增殖機(jī)制。之后，用TEM直接觀察到了晶體中的位錯(cuò)。位錯(cuò)的基本類(lèi)型（1）刃型位錯(cuò)模型：滑移面/半原子面/位錯(cuò)線（位錯(cuò)線丄晶體滑移方向，位錯(cuò)線丄位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向，晶體滑移方向/位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向。）分類(lèi)：正刃型位錯(cuò)（丄）；負(fù)刃型位錯(cuò)（丁）。（2）螺型位錯(cuò)模型：滑移面/位錯(cuò)線。（位錯(cuò)線/晶體滑移方向，位錯(cuò)線丄位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方

13、向，晶體滑移方向丄位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向。）分類(lèi)：左螺型位錯(cuò)；右螺型位錯(cuò)。（3）混合位錯(cuò)模型：滑移面/位錯(cuò)線。位錯(cuò)的性質(zhì)（1）形狀：不一定是直線，位錯(cuò)及其畸變區(qū)是一條管道。（2）是已滑移區(qū)和未滑移區(qū)的邊界。（3）不能中斷于晶體內(nèi)部?？稍诒砻媛额^，或終止于晶界和相界，或與其它位錯(cuò)相交，或自行封閉成環(huán)。柏氏矢量（1）確定方法（避開(kāi)嚴(yán)重畸變區(qū)）a在位錯(cuò)周?chē)刂c(diǎn)陣結(jié)點(diǎn)形成封閉回路。b在理想晶體中按同樣順序作同樣大小的回路。c在理想晶體中從終點(diǎn)到起點(diǎn)的矢量即為。（2）柏氏矢量的物理意義a代表位錯(cuò)，并表示其特征（強(qiáng)度、畸變量）。83）b表示晶體滑移的方向和大小。c柏氏矢量的守恒性（唯一性）：一條位錯(cuò)線具有唯一的柏

14、氏矢量。d判斷位錯(cuò)的類(lèi)型。（3）柏氏矢量的表示方法a表示:b=a/nuvw（可以用矢量加法進(jìn)行運(yùn)算）。b求模：/b/二a/nu2+v2+w2i/2。位錯(cuò)密度（1）表示方法：p=K/Vp=n/A（2）晶體強(qiáng)度與位錯(cuò)密度的關(guān)系（T-p圖）。（3）位錯(cuò)觀察：浸蝕法、電境法。位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)（1）位錯(cuò)的易動(dòng)性。（2）位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的方式a滑移：位錯(cuò)沿著滑移面的移動(dòng)。刃型位錯(cuò)的滑移：具有唯一的滑移面螺型位錯(cuò)的滑移：具有多個(gè)滑移面。位錯(cuò)環(huán)的滑移：注重柏氏矢量的應(yīng)用。b攀移：刃型位錯(cuò)在垂直于滑移面方向上的運(yùn)動(dòng)。機(jī)制：原子面下端原子的擴(kuò)散一一位錯(cuò)隨半原子面的上下移動(dòng)而上下運(yùn)動(dòng)。分類(lèi)：正攀移（原子面上移、空位加入）/負(fù)攀移

15、（原子面下移、原子加入）應(yīng)力的作用：（半原子面?zhèn)龋簯?yīng)力有利于正攀移，拉應(yīng)力有利于負(fù)攀移。（3）作用在位錯(cuò)上的力（單位距離上）滑移：f=Tb；攀移：f=Ob。位錯(cuò)的應(yīng)變能與線張力（1）單位長(zhǎng)度位錯(cuò)的應(yīng)變能：W=aGb2。（a=0.51.0,螺位錯(cuò)取下限，刃位錯(cuò)取上限。）（2）位錯(cuò)是不平衡的缺陷。（商增不能抵銷(xiāo)應(yīng)變能的增加。）（3）位錯(cuò)的線張力：T=aGb2。（4）保持位錯(cuò)彎曲所需的切應(yīng)力：T=Gb/2r。位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)及其與其它缺陷的作用（1）應(yīng)力場(chǎng)螺位錯(cuò)：T=Gb/2nr。（只有切應(yīng)力分量。）刃位錯(cuò)：表達(dá)式（式19）晶體中：滑移面以上受壓應(yīng)力，滑移面以下受拉應(yīng)力?；泼妫褐挥星袘?yīng)力。（2）位錯(cuò)

16、與位錯(cuò)的交互作用f=Tb,f=_ob（刃位錯(cuò)）。同號(hào)相互排斥，異號(hào)相互吸引。（達(dá)到能量最低狀態(tài)。）（3）位錯(cuò)與溶質(zhì)原子的相互作用間隙原子聚集于位錯(cuò)中心，使體系處于低能態(tài)?？率蠚鈭F(tuán)：溶質(zhì)原子在位錯(cuò)線附近偏聚的現(xiàn)象。（4）位錯(cuò)與空位的交互作用導(dǎo)致位錯(cuò)攀移。位錯(cuò)的增殖、塞積與交割1）2）位錯(cuò)的增殖：F-R源。位錯(cuò)的塞積分布：逐步分散。位錯(cuò)受力：切應(yīng)力作用在位錯(cuò)上的力、位錯(cuò)間的排斥力、障礙物的阻力。位錯(cuò)的交割位錯(cuò)交割后結(jié)果：按照對(duì)方位錯(cuò)柏氏矢量（變化方向和大?。８铍A：位錯(cuò)交割后的臺(tái)階不位于它原來(lái)的滑移面上。扭折：位于。對(duì)性能影響：增加位錯(cuò)長(zhǎng)度，產(chǎn)生固定割階。9位錯(cuò)反應(yīng)（1）位錯(cuò)反應(yīng)：位錯(cuò)的分解與合并

17、。（2）反應(yīng)條件幾何條件：工b前=Yb后反應(yīng)前后位錯(cuò)的柏氏矢量之和相等。能量條件：工b2前工b后后；反應(yīng)后位錯(cuò)的總能量小于反應(yīng)前位錯(cuò)的總能量。10實(shí)際晶體中的位錯(cuò)前后（1）全位錯(cuò)：通常把柏氏矢量等于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)稱(chēng)為全位錯(cuò)或單位位錯(cuò)。（實(shí)際晶體中的典型全位錯(cuò)如表17所示）（2）不全位錯(cuò)：柏氏矢量小于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)。（實(shí)際晶體中的典型不全位錯(cuò)如表17所示）（3）肖克萊和弗蘭克不全位錯(cuò)。肖克萊不全位錯(cuò)的形成：原子運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致局部錯(cuò)排，錯(cuò)排區(qū)與完整晶格區(qū)的邊界線即為肖克萊不全位錯(cuò)。（結(jié)合位錯(cuò)反應(yīng)理解?？蔀槿行汀⒙菪突蚧旌闲臀诲e(cuò)。）弗蘭克不全位錯(cuò)的形成：在完整晶體中局部抽出或插入一層原子所形成。（只能攀移

18、，不能滑移。）（4）堆垛層錯(cuò)與擴(kuò)展位錯(cuò)堆垛層錯(cuò)：晶體中原子堆垛次序中出現(xiàn)的層狀錯(cuò)排。擴(kuò)展位錯(cuò)：一對(duì)不全位錯(cuò)及中間夾的層錯(cuò)稱(chēng)之。面缺陷面缺陷主要包括晶界、相界和表面，它們對(duì)材料的力學(xué)和物理化學(xué)性能具有重要影響1晶界（1）晶界：兩個(gè)空間位向不同的相鄰晶粒之間的界面。（2）分類(lèi)大角度晶界：晶粒位向差大于10度的晶界。其結(jié)構(gòu)為幾個(gè)原子范圍內(nèi)的原子的混亂排列，可視為一個(gè)過(guò)渡區(qū)。小角度晶界：晶粒位向差小于10度的晶界。其結(jié)構(gòu)為位錯(cuò)列，又分為對(duì)稱(chēng)傾側(cè)晶界和扭轉(zhuǎn)晶界。亞晶界：位向差小于1度的亞晶粒之間的邊界。為位錯(cuò)結(jié)構(gòu)。孿晶界：兩塊相鄰孿晶的共晶面。分為共格孿晶界和非共格孿晶界。相界（1）相界：相鄰兩個(gè)相之間

19、的界面。（2）分類(lèi)：共格、半共格和非共格相界。表面（1）表面吸附：外來(lái)原子或氣體分子在表面上富集的現(xiàn)象。（2）分類(lèi)物理吸附：由分子鍵力引起，無(wú)選擇性，吸附熱小，結(jié)合力小?；瘜W(xué)吸附：由化學(xué)鍵力引起，有選擇性，吸附熱大，結(jié)合力大。界面特性（1）界面能會(huì)引起界面吸附。（2）界面上原子擴(kuò)散速度較快。（3）對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)有阻礙作用。（4）易被氧化和腐蝕。（5）原子的混亂排列利于固態(tài)相變的形核。第二章固體中的相結(jié)構(gòu)合金與相1合金（1）合金：兩種或兩種以上的金屬，或金屬與非金屬經(jīng)一定方法合成的具有金屬特性的物質(zhì)。（2）組元：組成合金最基本的物質(zhì)。（如一元、二元、三元合金（3）合金系：給定合金以不同的比例而合成的

20、一系列不同成分合金的總稱(chēng)。2相（1）相：材料中結(jié)構(gòu)相同、成分和性能均一的組成部分。（如單相、兩相、多相合金。）（2）相的分類(lèi)固溶體：晶體結(jié)構(gòu)與其某一組元相同的相。含溶劑和溶質(zhì)。中間相（金屬化合物）：組成原子有固定比例，其結(jié)構(gòu)與組成組元均不相同的相。第一節(jié)固溶體按溶質(zhì)原子位置不同，可分為置換固溶體和間隙固溶體。按固溶度不同，可分為有限固溶體和無(wú)限固溶體。按溶質(zhì)原子分布不同，可分為無(wú)序固溶體和有序固溶體。置換固溶體（1）置換固溶體：溶質(zhì)原子位于晶格點(diǎn)陣位置的固溶體。（2）影響置換固溶體溶解度的因素a原子尺寸因素原子尺寸差越小，越易形成置換固溶體，且溶解度越大。r=（rA-rB）/rA當(dāng)厶r15%B

21、時(shí)，有利于大量互溶。b晶體結(jié)構(gòu)因素結(jié)構(gòu)相同，溶解度大，有可能形成無(wú)限固溶體。c電負(fù)性因素電負(fù)性差越小，越易形成固溶體，溶解度越大。d電子濃度因素電子濃度e/a越大，溶解度越小。e/a有一極限值，與溶劑晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。一價(jià)面心立方金屬為1.36，一價(jià)體心立方金屬為1.48。（上述四個(gè)因素并非相互獨(dú)立，其統(tǒng)一的理論的是金屬與合金的電子理論。）間隙固溶體（1）影響因素：原子半徑和溶劑結(jié)構(gòu)。（2）溶解度：一般都很小，只能形成有限固溶體。固溶體的結(jié)構(gòu)（1）晶格畸變。（2）偏聚與有序：完全無(wú)序、偏聚、部分有序、完全有序。固溶體的性能固溶體的強(qiáng)度和硬度高于純組元，塑性則較低。（1）固溶強(qiáng)化：由于溶質(zhì)原子的溶入

22、而引起的強(qiáng)化效應(yīng)。（2）柯氏氣團(tuán)（3）有序強(qiáng)化第二節(jié)金屬間化合物中間相是由金屬與金屬，或金屬與類(lèi)金屬元素之間形成的化合物，也稱(chēng)為金屬間化合物。正常價(jià)化合物（1）形成：電負(fù)性差起主要作用，符合原子價(jià)規(guī)則。（2）鍵型：隨電負(fù)性差的減小，分別形成離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵。（3）組成：AB或AB2o電子化合物（電子相）2（1）形成：電子濃度起主要作用，不符合原子價(jià)規(guī)則。（2）鍵型：金屬鍵（金屬一金屬）。（3）組成：電子濃度對(duì)應(yīng)晶體結(jié)構(gòu)，可用化學(xué)式表示，可形成以化合物為基的固溶體。間隙化合物（1）形成：尺寸因素起主要作用。（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單間隙化合物（間隙相）：金屬原子呈現(xiàn)新結(jié)構(gòu)，非金屬原子位于其間隙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

23、單。復(fù)雜間隙化合物：主要是鐵、鉆、鉻、錳的化合物，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（3）組成：可用化學(xué)式表示，可形成固溶體，復(fù)雜間隙化合物的金屬元素可被置換。拓?fù)涿芏严啵?）形成：由大小原子的適當(dāng)配合而形成的高密排結(jié)構(gòu)。(2)組成：AB2。金屬化合物的特性基本概念(1)高分子化合物：由一種或多種化合物聚合而成的相對(duì)分子質(zhì)量很大的化合物。又稱(chēng)聚合物或高聚物。(2)分類(lèi)按相對(duì)分子質(zhì)量：分為低分子聚合物(5000)。按組成物質(zhì)：分為有機(jī)聚合物和無(wú)機(jī)聚合物?；瘜W(xué)組成(以氯乙烯聚合成聚氯乙烯為例)單體：組成高分子化合物的低分子化合物。鏈節(jié)：組成大分子的結(jié)構(gòu)單元。聚合度n大分子鏈中鏈節(jié)的重復(fù)次數(shù)。高分子化合物的合成(1)加聚反

24、應(yīng)a概念：由一種或多種單體相互加成而連接成聚合物的反應(yīng)。(其產(chǎn)物為聚合物)b組成：與單體相同。反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有副產(chǎn)物。c分類(lèi)均聚反應(yīng)：由一種單體參與的加聚反應(yīng)。共聚反應(yīng)：由兩種或兩種以上單體參與的加聚反應(yīng)。(2)縮聚反應(yīng)a概念：由一種或多種單體相互混合而連接成聚合物，同時(shí)析出某種低分子化合物的反應(yīng)。b分類(lèi)均縮聚反應(yīng)：由一種單體參加的縮聚反應(yīng)。共縮聚反應(yīng)：由兩種或兩種以上單體參加的縮聚反應(yīng)。高分子化合物的分類(lèi)(1)按性能與用途：塑料、橡膠、纖維、膠黏劑、涂料等。(1)力學(xué)性能：高硬度、高硬度、低塑性。(2)物化性能：具有電學(xué)、磁學(xué)、聲學(xué)性質(zhì)等，可用于半導(dǎo)體材料、形狀記憶材料、儲(chǔ)氫材料等。第三節(jié)陶瓷

25、晶體相陶瓷材料簡(jiǎn)介(1)分類(lèi)：結(jié)構(gòu)陶瓷(利用其力學(xué)性能)：強(qiáng)度(葉片、活塞)、韌性(切削刀具)、硬度(研磨材料)。功能陶瓷(利用其物理性能)精細(xì)功能陶瓷：導(dǎo)電、氣敏、濕敏、生物、超導(dǎo)陶瓷等。功能轉(zhuǎn)換陶瓷：壓電、光電、熱電、磁光、聲光陶瓷等。結(jié)合鍵：離子鍵、共價(jià)鍵。硅酸鹽陶瓷：主要是離子鍵結(jié)合，含一定比例的共價(jià)鍵。可用分子式表示其組成。硅酸鹽陶瓷的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與分類(lèi)(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a結(jié)合鍵與結(jié)構(gòu)：主要是離子鍵結(jié)合，含一定比例的共價(jià)鍵。硅位于氧四面體的間隙。b每個(gè)氧最多被兩個(gè)多面體共有。氧在兩個(gè)四面體之間充當(dāng)橋梁作用，稱(chēng)為氧橋。(2)結(jié)構(gòu)分類(lèi)a含有限Si-0團(tuán)的硅酸鹽，包括含孤立Si-0團(tuán)和含成對(duì)或環(huán)狀

26、Si-0團(tuán)兩類(lèi)。b鏈狀硅酸鹽：Si-O團(tuán)共頂連接成一維結(jié)構(gòu)，又含單鏈和雙鏈兩類(lèi)。c層狀硅酸鹽：Si-O團(tuán)底面共頂連接成二維結(jié)構(gòu)。d骨架狀硅酸鹽：Si-O團(tuán)共頂連接成三維結(jié)構(gòu)。第四節(jié)分子相（2）按生成反應(yīng)類(lèi)型：加聚物、縮聚物。（3）按物質(zhì)的熱行為：熱塑性塑料和熱固性塑料。高分子化合物的結(jié)構(gòu)（1）高分子鏈結(jié)構(gòu)（鏈內(nèi)結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)結(jié)構(gòu)）a化學(xué)組成b單體的連接方式均聚物中單體的連接方式：頭尾連接、頭頭或尾尾相連、無(wú)軌連接。共聚物中單體的連接方式：無(wú)軌共聚：ABBABBABA交替共聚：ABABABAB嵌段共聚：AAAABBAAAABB接枝共聚：AAAAAAAAAAABBBBBBc高分子鏈的構(gòu)型（按取代基的

27、位置與排列規(guī)律）全同立構(gòu)：取代基R全部處于主鏈一側(cè)。間同立構(gòu)：取代基R相間分布在主鏈兩側(cè)。無(wú)軌立構(gòu)；取代基R在主鏈兩側(cè)不規(guī)則分布。d高分子鏈的幾何形狀：線型、支化型、體型。（2）高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（鏈間結(jié)構(gòu)、分子間結(jié)構(gòu)）無(wú)定形結(jié)構(gòu)、部分結(jié)晶結(jié)構(gòu)、結(jié)晶型結(jié)構(gòu)（示意圖）高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)（1）易呈非晶態(tài)。（2）彈性模量和強(qiáng)度低。（3）容易老化。（4）密度小。（5）化學(xué)穩(wěn)定性好。第五節(jié)玻璃相結(jié)構(gòu)：長(zhǎng)程無(wú)序、短程有序（1）連續(xù)無(wú)軌網(wǎng)絡(luò)模型。（2）無(wú)規(guī)密堆模型。（3）無(wú)軌則線團(tuán)模型。性能（1）各向同性。（2）無(wú)固定熔點(diǎn)。（3）高強(qiáng)度、高耐蝕性、高導(dǎo)磁率（金屬）。食第三章凝固與結(jié)晶凝固：物質(zhì)從液態(tài)

28、到固態(tài)的轉(zhuǎn)變過(guò)程。若凝固后的物質(zhì)為晶體，則稱(chēng)之為結(jié)晶。凝固過(guò)程影響后續(xù)工藝性能、使用性能和壽命。凝固是相變過(guò)程，可為其它相變的研究提供基礎(chǔ)。第一節(jié)材料結(jié)晶的基本規(guī)律液態(tài)材料的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：長(zhǎng)程有序而短程有序。特點(diǎn)（與固態(tài)相比）：原子間距較大、原子配位數(shù)較小、原子排列較混亂。過(guò)冷現(xiàn)象（1）過(guò)冷：液態(tài)材料在理論結(jié)晶溫度以下仍保持液態(tài)的現(xiàn)象。（見(jiàn)熱分析實(shí)驗(yàn)圖）（2）過(guò)冷度：液體材料的理論結(jié)晶溫度（Tm）與其實(shí)際溫度之差。T=Tm-T（見(jiàn)冷卻曲線）注：過(guò)冷是凝固的必要條件（凝固過(guò)程總是在一定的過(guò)冷度下進(jìn)行）。結(jié)晶過(guò)程（1）結(jié)晶的基本過(guò)程：形核長(zhǎng)大。（見(jiàn)示意圖）（2）描述結(jié)晶進(jìn)程的兩個(gè)參數(shù)形核率：?jiǎn)挝粫r(shí)間、

29、單位體積液體中形成的晶核數(shù)量。用N表示。長(zhǎng)大速度：晶核生長(zhǎng)過(guò)程中，液固界面在垂直界面方向上單位時(shí)間內(nèi)遷移的距離。用G表示。第二節(jié)材料結(jié)晶的基本條件熱力學(xué)條件（1）G-T曲線（圖34）a是下降曲線：由G-T函數(shù)的一次導(dǎo)數(shù)（負(fù)）確定。dG/dT=-Sb是上凸曲線：由二次導(dǎo)數(shù)（負(fù)）確定。d非均勻形核（1）模型：外來(lái)物質(zhì)為一平面，固相晶胚為一球冠。（2）自由能變化：表達(dá)式與均勻形核相同。（3）臨界形核功G/d2T=-Cp/Tc液相曲線斜率大于固相：由一次導(dǎo)數(shù)大小確定。二曲線相交于一點(diǎn)，即材料的熔點(diǎn)。（2）熱力學(xué)條件Gv=LT/TaT0,AGwO過(guò)冷是結(jié)晶的必要條件（之一）。bT越大，Gv越小一過(guò)冷度越

30、大，越有利于結(jié)晶。cGv的絕對(duì)值為凝固過(guò)程的驅(qū)動(dòng)力。結(jié)構(gòu)條件結(jié)構(gòu)起伏（相起伏）：液態(tài)材料中出現(xiàn)的短程有序原子集團(tuán)的時(shí)隱時(shí)現(xiàn)現(xiàn)象。是結(jié)晶的必要條件（之二）。第三節(jié)晶核的形成均勻形核：新相晶核在遍及母相的整個(gè)體積內(nèi)無(wú)軌則均勻形成。非均勻形核：新相晶核依附于其它物質(zhì)擇優(yōu)形成。均勻形核（1）晶胚形成時(shí)的能量變化G=VAGv+oS=（4/3）nr3Gv+4n（圖38）2臨界晶核dG/dr=0rk=-2o/Gv臨界晶核：半徑為幾的晶胚。（3臨界過(guò)冷度krk=-2oTm/LmT臨界過(guò)冷度：形成臨界晶核時(shí)的過(guò)冷度。T三是結(jié)晶的必要條件。（4）形核功與能量起伏Gk=SkO/3臨界形核功：形成臨界晶核時(shí)需額外對(duì)形

31、核所做的功。能量起伏：系統(tǒng)中微小區(qū)域的能量偏離平均能量水平而高低不一的現(xiàn)象。（是結(jié)晶的必要條件之三）。（5）形核率與過(guò)冷度的關(guān)系N=N1.N2（圖311，12）由于N受N1.N2兩個(gè)因素控制，形核率與過(guò)冷度之間是呈拋物線的關(guān)系。計(jì)算時(shí)利用球冠體積、表面積表達(dá)式，結(jié)合平衡關(guān)系olw=osw+ocosB計(jì)算能量變化和臨界形核功。slGk/Gk=(2-3cos8+cos30)/4a0=0時(shí)，AGr韭=0,雜質(zhì)本身即為晶核；b18000時(shí)，Gk非vG雜質(zhì)促進(jìn)形核；c0=180時(shí)，AGk非=AGk，雜質(zhì)不起作用。影響非均勻形核的因素a過(guò)冷度：(N-AT曲線有一下降過(guò)程)。(圖316)b外來(lái)物質(zhì)表面結(jié)構(gòu)：

32、0越小越有利。點(diǎn)陣匹配原理：結(jié)構(gòu)相似，點(diǎn)陣常數(shù)相近。c外來(lái)物質(zhì)表面形貌：表面下凹有利。(圖317)第四節(jié)晶核的長(zhǎng)大晶核長(zhǎng)大的條件(1)動(dòng)態(tài)過(guò)冷動(dòng)態(tài)過(guò)冷度：晶核長(zhǎng)大所需的界面過(guò)冷度。(是材料凝固的必要條件)足夠的溫度合適的晶核表面結(jié)構(gòu)。液固界面微結(jié)構(gòu)與晶體長(zhǎng)大機(jī)制粗糙界面(微觀粗糙、宏觀平整金屬或合金從來(lái)可的界面)：垂直長(zhǎng)大。光滑界面(微觀光滑、宏觀粗糙無(wú)機(jī)化合物或亞金屬材料的界面)：二維晶核長(zhǎng)大、依靠缺陷長(zhǎng)大。液體中溫度梯度與晶體的長(zhǎng)大形態(tài)(1)正溫度梯度(液體中距液固界面越遠(yuǎn)，溫度越高)粗糙界面：平面狀。光滑界面：臺(tái)階狀。(2)負(fù)溫度梯度(液體中距液固界面越遠(yuǎn)，溫度越低)粗糙界面：樹(shù)枝狀。光

33、滑界面：樹(shù)枝狀臺(tái)階狀。第五節(jié)凝固理論的應(yīng)用材料鑄態(tài)晶粒度的控制Zv=0.9(N/G)3/4提高過(guò)冷度。降低澆鑄溫度，提高散熱導(dǎo)熱能力，適用于小件?；瘜W(xué)變質(zhì)處理。促進(jìn)異質(zhì)形核，阻礙晶粒長(zhǎng)大。振動(dòng)和攪拌。輸入能力，破碎枝晶。單晶體到額制備(1)基本原理：保證一個(gè)晶核形成并長(zhǎng)大。(2)制備方法：尖端形核法和垂直提拉法。定向凝固技術(shù)(1)原理：?jiǎn)我环较蛏岖@得柱狀晶。(2)制備方法。急冷凝固技術(shù)(1)非晶金屬與合金(2)微晶合金。準(zhǔn)晶合金。第四章二元相圖相：(概念回顧)相圖：描述系統(tǒng)的狀態(tài)、溫度、壓力及成分之間關(guān)系的圖解。二元相圖：第一節(jié)相圖的基本知識(shí)1相律(1)相律：熱力學(xué)平衡條件下，系統(tǒng)的組元數(shù)、

34、相數(shù)和自由度數(shù)之間的關(guān)系。(2)表達(dá)式：f=c-p+2;壓力一定時(shí)，f=c-p+l。(3)應(yīng)用可確定系統(tǒng)中可能存在的最多平衡相數(shù)。如單元系2個(gè)，二元系3個(gè)。可以解釋純金屬與二元合金的結(jié)晶差別。純金屬結(jié)晶恒溫進(jìn)行，二元合金變溫進(jìn)行。相圖的表示與建立(l)狀態(tài)與成分表示法狀態(tài)表示：溫度成分坐標(biāo)系。坐標(biāo)系中的點(diǎn)表象點(diǎn)。成分表示：質(zhì)量分?jǐn)?shù)或摩爾分?jǐn)?shù)。(2)相圖的建立方法：實(shí)驗(yàn)法和計(jì)算法。過(guò)程：配制合金測(cè)冷卻曲線確定轉(zhuǎn)變溫度填入坐標(biāo)繪出曲線。相圖結(jié)構(gòu)：兩點(diǎn)、兩線、三區(qū)。杠桿定律(l)平衡相成分的確定(根據(jù)相率，若溫度一定，則自由度為0，平衡相成分隨之確定。)(2)數(shù)值確定：直接測(cè)量計(jì)算或投影到成分軸測(cè)量

35、計(jì)算。(3)注意：只適用于兩相區(qū)；三點(diǎn)(支點(diǎn)和端點(diǎn))要選準(zhǔn)。第二節(jié)二元?jiǎng)蚓鄨D勻晶相同及其分析(l)勻晶轉(zhuǎn)變：由液相直接結(jié)晶出單相固溶體的轉(zhuǎn)變。(2)勻晶相圖：具有勻晶轉(zhuǎn)變特征的相圖。相圖分析(以Cu-Ni相圖為例)兩點(diǎn)：純組元的熔點(diǎn)；兩線：L,S相線；三區(qū)：L,a,L+a。固溶體合金的平衡結(jié)晶平衡結(jié)晶：每個(gè)時(shí)刻都能達(dá)到平衡的結(jié)晶過(guò)程。(2)平衡結(jié)晶過(guò)程分析冷卻曲線：溫度時(shí)間曲線；相(組織)與相變(各溫區(qū)相的類(lèi)型、相變反應(yīng)式，杠桿定律應(yīng)用。)；組織示意圖；成分均勻化：每時(shí)刻結(jié)晶出的固溶體的成分不同。(3)與純金屬結(jié)晶的比較相同點(diǎn)：基本過(guò)程：形核長(zhǎng)大；熱力學(xué)條件：/T0；能量條件：能量起伏；結(jié)構(gòu)

36、條件：結(jié)構(gòu)起伏。不同點(diǎn)：合金在一個(gè)溫度范圍內(nèi)結(jié)晶(可能性：相率分析，必要性：成分均勻化。)合金結(jié)晶是選分結(jié)晶：需成分起伏。固溶體的不平衡結(jié)晶(1)原因：冷速快(假設(shè)液相成分均勻、固相成分不均勻)。結(jié)晶過(guò)程特點(diǎn)：固相成分按平均成分線變化(但每一時(shí)刻符合相圖)；結(jié)晶的溫度范圍增大；組織多為樹(shù)枝狀。(3)成分偏析：晶內(nèi)偏析：一個(gè)晶粒內(nèi)部化學(xué)成分不均勻現(xiàn)象。枝晶偏析：樹(shù)枝晶的枝干和枝間化學(xué)成分不均勻的現(xiàn)象。(消除：擴(kuò)散退火，在低于固相線溫度長(zhǎng)時(shí)間保溫。)穩(wěn)態(tài)凝固時(shí)的溶質(zhì)分布穩(wěn)態(tài)凝固：從液固界面輸出溶質(zhì)速度等于溶質(zhì)從邊界層擴(kuò)散出去速度的凝固過(guò)程。平衡分配系數(shù)：在一定溫度下，固、液兩平衡相中溶質(zhì)濃度的比值

37、。k0=Cs/Cl0sl（3）溶質(zhì)分布：液、固相內(nèi)溶質(zhì)完全混合（平衡凝固）一a;固相不混合、液相完全混合一b;固相不混合、液相完全不混合一c；固相不混合、液相部分混合一d。（4）區(qū)域熔煉（上述溶質(zhì)分布規(guī)律的應(yīng)用）成分過(guò)冷及其對(duì)晶體生長(zhǎng)形態(tài)的影響（1）成分過(guò)冷：由成分變化與實(shí)際溫度分布共同決定的過(guò)冷。（2）形成：界面溶質(zhì)濃度從高到低一液相線溫度從低到高。（圖示：溶質(zhì)分布曲線一勻晶相圖一液相線溫度分布曲線一實(shí)際溫度分布曲線一成分過(guò)冷區(qū)。）（3）成分過(guò)冷形成的條件和影響因素條件：G/R2.11%）平衡結(jié)晶過(guò)程及其組織（1）典型合金（7種）的平衡結(jié)晶過(guò)程、組織變化、室溫組織及其相對(duì)量計(jì)算。（2）重要問(wèn)

38、題：Fe3CT,Fe3C“，F(xiàn)e3Cm的意義及其最大含量計(jì)算。Ld-Ld、轉(zhuǎn)專(zhuān)變。3H3皿二次杠桿的應(yīng)用。含碳量對(duì)平衡組織和性能的影響（1）對(duì)平衡組織的影響（隨C%提高）組織：a+Fe3CL+Fe3C；相：a減少，F(xiàn)e增多；Fe3C形態(tài):Fe3Cm（薄網(wǎng)狀、點(diǎn)狀）共析早3C（層片狀）Fe3C“（l網(wǎng)狀）共晶3Fe3C（基體嚴(yán)Fe3CT（粗大片狀）。33（2）對(duì)力學(xué)性能的影響3T強(qiáng)度、硬度升高，塑韌性下降。（3）對(duì)工藝性能的影響適合鍛造：C%2.11%,可得到單相組織。適合鑄造：C%4.3%。，流動(dòng)性好。適合冷塑變：C%0.25%，變形阻力小。適合熱處理：0.02182.11，有固態(tài)相變。第七節(jié)

39、相圖的熱力學(xué)解釋圖示講解第八節(jié)鑄錠組織及其控制鑄錠組織（1）鑄錠三區(qū)：表層細(xì)晶區(qū)、柱狀晶區(qū)、中心等軸晶區(qū)。（2）組織控制：受澆鑄溫度、冷卻速度、化學(xué)成分、變質(zhì)處理、機(jī)械振動(dòng)與攪拌等因素影響。鑄錠缺陷微觀偏析宏觀偏析正偏析反偏析比重偏析夾雜與氣孔夾雜：外來(lái)夾雜和內(nèi)生夾雜。氣孔：析出型和反應(yīng)型?？s孔和疏松形成：凝固時(shí)體積縮小補(bǔ)縮不足形成縮孔。分類(lèi)：集中縮孔(縮孔、縮管)和分散縮孔(疏松，枝晶骨架相遇，封閉液體造成補(bǔ)縮困難形成。)食第五章三元相圖第一節(jié)總論三元相圖的主要特點(diǎn)是立體圖形，主要由曲面構(gòu)成；可發(fā)生四相平衡轉(zhuǎn)變；一、二、三相區(qū)為一空間。2成分表示法一成分三角形(等邊、等腰、直角三角形)已知點(diǎn)

40、確定成分；(2)已知成分確定點(diǎn)。成分三角形中特殊的點(diǎn)和線(1)三個(gè)頂點(diǎn)：代表三個(gè)純組元；三個(gè)邊上的點(diǎn)：二元系合金的成分點(diǎn)；平行于某條邊的直線：其上合金所含由此邊對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)所代表的組元的含量一定。通過(guò)某一頂點(diǎn)的直線：其上合金所含由另兩個(gè)頂點(diǎn)所代表的兩組元的比值恒定。平衡轉(zhuǎn)變的類(lèi)型共晶轉(zhuǎn)變：L0T_aa+Bb+Yc;包晶轉(zhuǎn)變：L+aa+BbTY弘包共晶轉(zhuǎn)變：L0+aaTBb+Yc;還有偏共晶、共析、包析、包共祈轉(zhuǎn)變等。共線法則與杠桿定律共線法則：在一定溫度下，三元合金兩相平衡時(shí)，合金的成分點(diǎn)和兩個(gè)平衡相的成分點(diǎn)必然位于成分三角形的同一條直線上。(由相率可知，此時(shí)系統(tǒng)有一個(gè)自由度，表示一個(gè)相的成分可以

41、獨(dú)立改變，另一相的成分隨之改變。)(2)杠桿定律：用法與二元相同。兩條推論(1)給定合金在一定溫度下處于兩相平衡時(shí)，若其中一個(gè)相的成分給定，另一個(gè)相的成分點(diǎn)必然位于已知成分點(diǎn)連線的延長(zhǎng)線上。若兩個(gè)平衡相的成分點(diǎn)已知，合金的成分點(diǎn)必然位于兩個(gè)已知成分點(diǎn)的連線上。重心定律在一定溫度下，三元合金三相平衡時(shí)，合金的成分點(diǎn)為三個(gè)平衡相的成分點(diǎn)組成的三角形的質(zhì)量重心。(由相率可知，此時(shí)系統(tǒng)有一個(gè)自由度，溫度一定時(shí)，三個(gè)平衡相的成分是確定的。)平衡相含量的計(jì)算：所計(jì)算相的成分點(diǎn)、合金成分點(diǎn)和二者連線的延長(zhǎng)線與對(duì)邊的交點(diǎn)組成一個(gè)杠桿。合金成分點(diǎn)為支點(diǎn)。計(jì)算方法同杠桿定律。第二節(jié)三元?jiǎng)蚓鄨D1相圖分析點(diǎn)：Ta,

42、Tb,Tc三個(gè)純組元的熔點(diǎn);面：液相面、固相面；2345區(qū)：L,a,L+a。三元固溶體合金的結(jié)晶規(guī)律液相成分沿液相面、固相成分沿固相面，呈蝶形規(guī)律變化。（立體圖不實(shí)用）等溫界面（水平截面）（1）做法：某一溫度下的水平面與相圖中各面的交線。（2）截面圖分析個(gè)相區(qū)：L,a,L+a;2條相線：L1L2,S1S2（共軛曲線）；若干連接線：可作為計(jì)算相對(duì)量的杠桿（偏向低熔點(diǎn)組元；可用合金成分點(diǎn)與頂點(diǎn)的連線近似代替）。變溫截面（垂直截面）（1）做法：某一垂直平面與相圖中各面的交線。（2）二種常用變溫截面經(jīng)平行于某條邊的直線做垂直面獲得；經(jīng)通過(guò)某一頂點(diǎn)的直線做垂直面獲得。（3）結(jié)晶過(guò)程分析1成分軸的兩端不一

43、定是純組元；注意液、固相線不一定相交；不能運(yùn)用杠桿定律（液、固相線不是成分變化線）。投影圖L（1）等溫線投影圖：可確定合金結(jié)晶開(kāi)始、結(jié)束溫度。（2）全方位投影圖：勻晶相圖不必要。第三節(jié)三元共晶相圖1)2)相圖分析點(diǎn)：熔點(diǎn);線：EnE*面：區(qū)：彳等溫截面二元共晶點(diǎn)；三元共晶點(diǎn)。兩相共晶線液相面交線兩相共晶面交線液相單變量線液相區(qū)與兩相共晶面交線液相面固相面兩相共晶面三元共晶面兩相區(qū)：3個(gè)單相區(qū)：4個(gè)三相區(qū)：4個(gè)四相區(qū)：1個(gè)應(yīng)用：可確定平衡相及其成分；可運(yùn)用杠桿定律和重心定律。是直邊三角形三相平衡區(qū)兩相區(qū)與之線接（水平截面與棱柱面交線）單相區(qū)與之點(diǎn)接（水平截面與棱邊的交點(diǎn)，表示三個(gè)平衡相成分。）3

44、）變溫截面應(yīng)用：分析合金結(jié)晶過(guò)程，確定組織變化局限性：不能分析成分變化。（成分在單變量線上，不在垂直截面上）合金結(jié)晶過(guò)程分析；（4）投影圖相組成物相對(duì)量計(jì)算（杠桿定律、重心定律）、組織組成物相對(duì)量計(jì)算（杠桿定律、重心定律）組元在固態(tài)有限溶解的共晶相圖（1）相圖分析組元在固態(tài)互不相溶的共晶相圖結(jié)束面組成。2）等溫截面點(diǎn)：熔點(diǎn)；線:面:區(qū):二元共晶點(diǎn)；三元共晶點(diǎn)。兩相共晶線液相面交線J兩相共晶面交線液相單變量線液相區(qū)與兩相共晶面交線固相單變量線EnE液相面固相面：由勻晶轉(zhuǎn)變結(jié)束面、兩相共晶結(jié)束面、三相共晶兩相共晶面三兀共晶面溶解度曲面：6個(gè)兩相區(qū)：6個(gè)單相區(qū)：4個(gè)三相區(qū)：4個(gè)四相區(qū)：1個(gè)應(yīng)用：可確定平衡相及其成分；可運(yùn)用杠桿定律和重心定律。三相平衡區(qū)是直邊三角形*兩相區(qū)與之線接相區(qū)接觸法則水平截面與棱柱面交線）水平截面與棱邊的交點(diǎn)，表示三個(gè)