《材料科學(xué)基礎(chǔ)》期末復(fù)習(xí)考試大綱1

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》期末復(fù)習(xí)考試大綱第一章材料的結(jié)構(gòu)與鍵合1、金屬鍵、離子鍵、共價鍵、范德華力、氫鍵、分子鍵的特點。2、原子間的結(jié)合鍵對材料性能的影響。第二章固體結(jié)構(gòu)1、晶體與非晶體的區(qū)別(特別是在原子排列上的區(qū)別，2、空間點陣、晶格、晶胞及選取晶胞的的原則、七大晶系的特點，14種布拉菲點陣、晶格常數(shù)。3、晶面指數(shù)、晶面族、晶向指數(shù)、晶向族、晶帶和晶帶定理、晶面間距、配位數(shù)、致宙度、八面體間隙、四面體間隙。各向同性與各向異性、實際晶體的伏各向異性、同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變(重結(jié)晶、多晶型性轉(zhuǎn)變＞注意如下規(guī)律：(1)指數(shù)相同的晶向和晶面必然垂直；(2)當(dāng)一晶向［uvw］位于或平行某一晶面(hkl)時，貝”必然滿足晶帶定理hw+kv+ksO;(3)晶面間距與原子排列的關(guān)系。(4)晶向族和晶面族的意義。4、三種典型晶體結(jié)構(gòu)：(1)能繪出三維的體心立方、面心立方和需排六方晶胞。根據(jù)原子半徑計算出金屬的體心和面心立方晶胞的晶胞常數(shù)。(2)敘述三種典型晶體結(jié)構(gòu)的特征［包括：晶胞形狀、晶格常數(shù)、晶胞原子數(shù)、原子半徑、配位數(shù)、致宙度、各類間隙尺寸與個數(shù)，最宙排面(滑移面)和最密排方向(滑移方向)的指數(shù)與個數(shù)，滑移系數(shù)目等］(結(jié)合第三、五章，(3)知道常用金屬材料的滑移面與滑移系的指數(shù)，結(jié)合第五章塑性變形的內(nèi)容判斷常

見金屬的塑性變形能力，能給畫出晶胞指出滑移面和滑移方向。(4)能標(biāo)注和會求上述三種典型晶胞的晶向和晶面指數(shù)。晶向和晶面指數(shù)的一些規(guī)律。求晶面間距d(hki卜致宙度、面密度、續(xù)宙度。(5)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變時的變化。(6)最密排面的堆垛m序。5、晶面間距:d(hkl)的求法：(1)立方晶系：線闞Vh2+k3+l3(2)正交晶系：JQ{J{JTOC\o"1-5"\h\zd(iM)=/、4(h'+hk+k-](3)六方晶系：V一+(4)四方晶系：d-1a(hkl)/、、、『V(h2+k2)/a-+(l/c)2以上公式僅適用于簡單晶胞，復(fù)雜晶胞要考慮其晶面層數(shù)的增加。6、合金相的分類；合金相結(jié)構(gòu)的基本概念與區(qū)別。固溶體的分類、特點和性質(zhì)，影響固溶體固溶度的因素；固溶體和中間相的類型、特點，他們在結(jié)構(gòu)和性能上的差異。比較間隙固溶體、間隙相、間隙化合物的結(jié)構(gòu)和性能。7、合金、相、組元、組織(顯微組織、宏觀組織)，固溶體、中間相、間隙固溶體、置換固溶體、有序固溶體、無序固溶體、有限固溶體、無限固溶體、間隙相、間隙化合物、電子濃度、電負(fù)性、電子化合物、正常價化合物、單相合金、多相合金、機(jī)械混合物。8、區(qū)別概念：?晶體與非晶體空間點陣和晶體結(jié)構(gòu)?晶體與非晶體空間點陣和晶體結(jié)構(gòu)相和組織?固溶體和中間相間隙固溶體和置換固溶體電子化合物、正常價化合物?間隙固溶體和間隙化合物、間隙相第三章晶體缺陷1、各類晶體缺陷(點、線、面)的定義和特征\2、點缺陷的類型(Schottky空位、Frankel空位、間隙原子、置換原子)和特征。點缺陷的平衡濃度的計算公式及應(yīng)用。3、線缺陷、位錯、位錯線、刃型位錯、螺型位錯、混合型位錯、柏氏矢量、位錯運動、滑移、交滑移、雙交滑移、多滑移、攀移、交割、割價、扭折、塞積。(1)位錯類型(刃型、螺型、混合型位錯)的判斷及其特征；(2)柏氏矢量的確定方法及表示法，柏氏矢■的物理意義及特征。(3)位錯統(tǒng)、柏氏矢■、位錯類型、位錯運動與作用在位錯上的切應(yīng)力之間的關(guān)系。(4)用柏氏矢量判斷位錯類型、外加切應(yīng)力大?。?5)滑移，攀移及交滑移的條件、過程和結(jié)果。(6)位錯的運動(滑移)和交割。交割所形成割階和扭折的類型。位錯的滑移所需要的力；(7)位錯源、位偌的增殖(F?R源、雙交滑移過程及圖示)和運動、交割；(8)位錯的密度，位錯反應(yīng)的條件、線張力。4、位錯密度、位錯源、位錯生成、位錯增殖、位錯分解與合成、位錯反應(yīng)、全位錯、單位位錯、不全位錯(部分位錯、堆垛層錯、Shokley不全位錯、Frank不全位錯、作用在位錯上的力；5、面缺陷、表面、表面能(成表面張力)界面、界面能、晶界、相界、小角度晶界、

大角度晶界、共格相界、非共格相界、半共格相界、錯（匹）配度。6、晶界（大、小角度晶界）的類型，晶界的特性和作用（對材料性能的影響）攣晶界、相界的類型。7、區(qū)別概念：?刃型位錯、螺型位錯割價、扭折交滑移、多滑移?滑移、攀移晶界、相界、李晶界小角度晶界、大角度晶界?共格相界、非共格相界、半共格相界第四章固體原子及分子的運動1、固態(tài)金屬擴(kuò)散的條件。2、擴(kuò)散定律（Fick第一、二定律）的方程及其適應(yīng)的條件、穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散、3瀛態(tài)擴(kuò)散、擴(kuò)散通量。擴(kuò)散定律的內(nèi)容和表達(dá)式、物理意義、適應(yīng)條件。擴(kuò)散定律的解及應(yīng)用，如：滲碳等；3、遷移率、柯肯達(dá)爾效應(yīng)（Al-Cu\擴(kuò)散激活能。4、固相中原子擴(kuò)散的各種（空位機(jī)制、間隙機(jī)制、換位機(jī)制、晶界擴(kuò)散機(jī)制）機(jī)制（原子理論b擴(kuò)散的驅(qū)動力并用擴(kuò)散理論分析實際問題。5、擴(kuò)散的分類、名稱及概念之間的區(qū)別；自擴(kuò)散、互（異）擴(kuò)散、上坡擴(kuò)散、下坡擴(kuò)散；原子擴(kuò)散、反應(yīng)擴(kuò)散；空位擴(kuò)散、間隙擴(kuò)散、換位擴(kuò)散、晶界擴(kuò)散、表面擴(kuò)散、短路擴(kuò)散。6、擴(kuò)散系數(shù)、擴(kuò)散系數(shù)的物理意義及表達(dá)式（阿累尼烏斯方程），影響擴(kuò)散的因素。間隙型擴(kuò)散和置換型擴(kuò)散的區(qū)別。7、區(qū)別概念穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散、非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散?自擴(kuò)散、互（異）擴(kuò)散（純擴(kuò)散、化學(xué)擴(kuò)散）空位擴(kuò)散、間隙擴(kuò)散?上坡擴(kuò)散、下坡擴(kuò)散?上坡擴(kuò)散、下坡擴(kuò)散原子擴(kuò)散、反應(yīng)擴(kuò)散第五章材料的形變和結(jié)晶1、塑性變形、材料應(yīng)力一應(yīng)變曲線及曲線上所對應(yīng)的強度指標(biāo)；2、單晶體塑性變形概念和形式、滑移帶、滑移線、滑移系、滑移面、滑移方向、多滑移與交滑移。塑性變形在那些滑移面和滑移方向，為什么？FCC和BCC的滑移系和滑移面。3、塑性變形的實質(zhì)、方式一滑移、李生、李晶、李晶面、享生方向、變形（機(jī)械）李晶、生長李晶、退火李晶、扭折［3、滑移和李生的主要特點，滑移系各種計算以及塑性變形能力判斷?；葡岛团R界分切應(yīng)力的公式?；坪屠钌膮^(qū)別。4、軟位（?。┫?，硬位（取）向，臨界分切應(yīng)力、取向因子、P-N力5、固溶強化（及影響因素\細(xì)晶（晶界）強化、第二相強化、沉淀強化、彌散強化、形變強化（加工硬化、Controll氣團(tuán)、聚合型兩相合金、彌散型兩相合金。6、位錯理論在解釋各類塑性變形等問題的應(yīng)用。如：（1）為何理論臨界應(yīng)力＞＞實際測量的值。（2）各種強化機(jī)理（各種強化及其本質(zhì)卜解釋第二相強化的本質(zhì)，并畫圖說明在塑性變形過程中位錯與第二相粒子的作用機(jī)制（切過機(jī)制、繞過機(jī)制卜（3）晶體的滑移過程。（4）屈服現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，對生產(chǎn)的影響，如何消除？（5）材料塑性變形時內(nèi)部組織和性能的變化。7、纖維組織與帶狀組織、形變織構(gòu)、板織構(gòu)、絲織構(gòu)、胞狀亞結(jié)構(gòu)、宏觀殘余應(yīng)力、微觀殘余應(yīng)力、殘余應(yīng)力

8、回復(fù)、再結(jié)晶的有關(guān)問題。(1)冷變形金屬在更新加熱退火時組織與性能將發(fā)生變化。(2)低(中、高溫)回復(fù)、再結(jié)晶、二次再結(jié)晶、晶粒長大、正常長大、異常長大；再結(jié)晶溫度、多邊化；冷加工、然加工、臨界變形度。靜態(tài)回復(fù)與動態(tài)回復(fù)、靜態(tài)再結(jié)晶和動態(tài)再結(jié)晶O(3)回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大的動力學(xué)公式及應(yīng)用。(4)回復(fù)、再結(jié)晶和晶粒長大過程中位錯運動的特點。(5)再結(jié)晶溫度及其估算。(6)結(jié)合熱處理，去應(yīng)力退火與再結(jié)晶退火工藝的制定與應(yīng)用(在生產(chǎn)上的意義卜9、多晶型轉(zhuǎn)變(重結(jié)晶，結(jié)晶、再結(jié)晶、二次再結(jié)晶的區(qū)別。.冷、熱加工處理后對材料組織結(jié)構(gòu)和性能的影響；.細(xì)化晶?？梢酝瑫r提高強度和韌性；Hall?Ptech公式。細(xì)化金屬晶粒的方法。12、冷、熱加工處理后對材料組織結(jié)構(gòu)和性能的影響。13、區(qū)別概念?滑移、李生軟位向，硬位向(軟取向，硬取向)幾何硬化和幾何軟化?沉淀強化、彌散強化纖維組織與帶狀組織?沉淀強化、彌散強化纖維組織與帶狀組織靜態(tài)回復(fù)與動態(tài)回復(fù).第一類殘余應(yīng)力、第二類殘余應(yīng)力、第三類殘余應(yīng)力正常長大、異.第一類殘余應(yīng)力、第二類殘余應(yīng)力、第三類殘余應(yīng)力正常長大、異常長大冷加工、熱加?靜態(tài)再結(jié)晶、動態(tài)再結(jié)晶重結(jié)晶、再結(jié)晶、二次再結(jié)晶冷加工、熱加第六章單組元相圖及純晶體的凝固1、凝固與結(jié)晶、相、組織、相組成物、組織組成物、相變、固態(tài)相變、組元、系、相圖、單元相圖、相平衡、相律（及表達(dá)式）及應(yīng)用2、純金屬凝固（結(jié)晶）的過程和現(xiàn)象；3、結(jié)晶的熱力學(xué)條件、動力學(xué)條件、能量條件和結(jié)構(gòu)條件；包括：一些更要的公式及其應(yīng)用。4、過冷現(xiàn)象、過冷度、理論凝固溫度、實際凝固溫度、臨界過冷度、有效過冷度、動態(tài)過冷度；5、均勻形核與非均勻形核有何異同點。結(jié)構(gòu)起伏（相起伏），能量起伏、濃度起伏、晶胚、晶核、臨界晶核、臨界晶核半徑、臨界形核功，臨界晶核半徑、臨界形核功的計算；形核率的公式。非均勻形核時影響接觸角e的因素有哪些？選擇什么樣的異相質(zhì)點可以大大促進(jìn)結(jié)晶過程。6、光滑界面、粗糙界面；正溫度梯度、負(fù)溫度梯度；平面長大、樹枝長大。晶體長大的條件和長大的機(jī)制。界面的生長形態(tài)與US前沿的溫度梯度的關(guān)系。7、形核率及影響因素、變質(zhì)處理。8、能用結(jié)晶理論說明實際生產(chǎn)問題（凝固理論的主要應(yīng)用％（1）變質(zhì)處理和其它細(xì)化晶粒的工藝。（2）控制結(jié)晶組織的措施。（3）單晶的制取和定向凝固技術(shù)。9、各種（擴(kuò)散、結(jié)晶、再結(jié)晶、晶粒長大、二次再結(jié)晶等的）驅(qū)動力。10、區(qū)別概念均勻形核與非均勻形核熱過冷和成分過冷晶胚、晶核結(jié)構(gòu)起伏(相起伏\能量起伏、濃度起伏平面長大、樹枝長大光滑界面、粗糙界面正溫度梯度、負(fù)溫度梯度第七章二元系相圖及其合金的凝固1、會利用相律來判斷相圖的正確與否，熱力學(xué)曲線的公切線原理。2、二元合金、二元相圖、相區(qū)、平衡相、二元勻晶相圖、共晶相圖、包晶相圖、共析相圖、包析相圖、二元勻晶反應(yīng)、調(diào)幅分解、脫溶轉(zhuǎn)變、有序?無序轉(zhuǎn)變。平衡結(jié)晶(凝固、平衡結(jié)晶組織、不平衡結(jié)晶(凝固、晶內(nèi)(枝晶)偏析。二元合金相圖中的幾種平衡反應(yīng)：共晶反應(yīng)、共析反應(yīng)、包晶反應(yīng)、包析反應(yīng)、偏晶反應(yīng)、熔晶反應(yīng)、合晶反應(yīng)。不平衡的結(jié)晶轉(zhuǎn)變過程及轉(zhuǎn)變組織；3、會進(jìn)行二元合金平衡組織的分析。幾種基本相圖：勻晶相圖、共晶相圖、包晶相圖及共析相圖的分析。對三種典型的相圖：(1)分析點、線和平衡反應(yīng)，會寫出反應(yīng)式；(2)分析相應(yīng)合金的結(jié)晶過程；(3)熟練杠桿定律在這幾種相圖中的應(yīng)用，計算相組成物與組織組成物的百分含量；(4)典型合金的平衡和不平衡的結(jié)晶轉(zhuǎn)變過程及轉(zhuǎn)變組織；(5)明確合金結(jié)晶過程與純金屬結(jié)晶過程的異同點。(6｝相組成物和組織組成物。4、杠桿定律(及表達(dá)式)及應(yīng)用，相接觸法則。5、共晶體、共晶點、偽共晶、非平衡共晶、離異共晶、共析體、共析點；共晶合金、亞共晶合金、過共晶合金、共析合金、亞共析合金、過共析合金。穩(wěn)定化合物、不穩(wěn)定化合物。6、成分過冷、平衡分配系數(shù)、有效分配系數(shù)、正常凝固、區(qū)域熔煉(提純，成分過冷的臨界條件、枝晶生長、枝晶偏析及消除方法。成分過冷的條件和判據(jù)。7、根據(jù)相圖與組織結(jié)構(gòu)和合金性能的關(guān)系，來判斷合金的性能。(單相固溶體合金適宜通過塑性加工來成形，即作為變形用材料。共晶成分合金適宜通過鑄造工藝來成形，即作為鑄造用材料。)為什么？8、鑄錠的組織(三個晶區(qū))及缺陷、比重偏析、胞狀偏析、柱狀晶、等軸晶、縮孔、氣孔、疏松、偏析、正偏析、負(fù)偏析、晶內(nèi)偏析、晶界偏析。9、鑄錠與鋼錠組織有何特點，形成的原因和控制鑄態(tài)組織的工藝方法？鑄錠與鋼錠組織有何缺陷。10、區(qū)別概念?共晶反應(yīng)、共析反應(yīng)相組成物、組織組成物穩(wěn)定化合物、不穩(wěn)定化合物?一次滲碳體、共晶滲碳體、二次滲碳體、共析滲碳體、三次滲碳體?萊氏體、低溫(變態(tài))萊氏體Ai溫度、A3溫度、Acm溫度對于Fe?Fe3c相圖特別要求1、非常熟練的掌握并會畫出FeTe3c相圖；(1)標(biāo)出各特性點、線、相區(qū)。(2)鐵碳合金中的基本組成相。(3)說明各特性點的溫度、碳濃度及意義；(4)各特性線的溫度、意義(三個衡溫反應(yīng)\(5)Fe-Fe3C相圖中各區(qū)域相組成物和組織組成物。（6）區(qū)分碳鋼與白口鑄鐵的標(biāo)志.2、熟悉Fe-C合金中各相與組織的結(jié)構(gòu)。（鋼的組織特征，白口鑄鐵的組織特征。）3、純鐵的同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：5-Fe-—y-Fe-a?Feo4、P、A、F、Fe3C.Ld、L'd、一次FesC、二次FesC、三次FesC、共晶FesC、共析Fe3Co的組成及性能特征；機(jī)械混合物（P、Ld'b5、鐵碳合金中七大類合金合金（工業(yè)純鐵、共析鋼、亞共析鋼、過共析鋼、共晶白口鑄鐵、亞共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵）的平衡結(jié)晶過程分析，室溫組織；利用杠桿定律計算：平衡結(jié)晶過程中相組成物與組織組成物的百分含量。6、任意溫度兩相區(qū)的相組成物、組織組成物的計算。Fe?FaC相圖中各區(qū)域相組成物和組織組成物。7、能給出各類Fe-Fe3c合金的室溫顯微組織。8、碳鋼中的碳及雜質(zhì)元素含量對Fe-Fe3C合金性能的影響（即鐵碳合金成分、組織和性能之間的關(guān)系39、Fe-Fe3C相圖、Fe-Fe3C相圖中的相與組織、各概念（A1溫度（PSK線\人溫度（GS線,Acm溫度（ES線、工業(yè)純鐵、碳鋼、合金鋼、共析鋼、亞共析鋼、過共析鋼、鑄鐵、共晶白口鑄鐵、亞共晶白口鑄鐵、過共晶白口鑄鐵、重結(jié)晶、鐵素體、奧氏體、滲碳體、一次滲碳體、共晶滲碳體、二次滲碳體、共析滲碳體、三次滲碳體、萊氏體、低溫（變態(tài)）萊氏體、珠光體、二次滲碳體b第八章三元合金相圖1、三元合金相圖、成分三角形、直線法則、重心法則、杠桿定律、相區(qū)接觸法則、蝶形規(guī)律。2、三元勻晶相圖、三元簡單共晶相圖。立體圖、等溫（水平）截面、變溫（垂直）截面、設(shè)域底―一工roi直翅投影圖。四相平衡轉(zhuǎn)變、四相平衡共晶轉(zhuǎn)變、四相平衡共析轉(zhuǎn)變、共樂曲面、共軻曲線。3、三元值單共晶相圖的等溫（水平）截面和垂直（變溫）截面的認(rèn)識和分析。要熟悉投影圖，各相區(qū)的標(biāo)定；能畫出任意溫度的水平截面圖，垂直截面圖；水平截面圖和垂直截