第一讲古希腊与科学的源头
概述
古希腊人的科学奠定了西方科学的基础，树立了西方科学独有的风格，所以希腊人探索自然的科学成就是科学史上传奇的一页，永远令后人欣赏、兴奋、困惑。
古希腊人科学探索中的偏颇，古希腊科学与近代实验科学的本质不同，又迫使我们进一步关注近代科学传统中来自东方及中世纪宗教文化等不同传统的贡献。
一、古达科学与技术
Q1 为什么说西方科学的起源要追溯到古希腊的自然哲学？
自然哲学：关于自然界及其内在本质的哲学研究；在古代指的是自然知识的总汇和统称，目的是获得自然界的完整图像。
古希腊自然哲学形成了独特的理性自然观：
1）把自然看作是一个独立于人的对象而从整体看待；
2）把自然看作是有规律且可以认识的对象；
3）力图用哲学的概念和语言来把握自然界的规律。
Q2 科学的欧洲中心主义的表现、根据及补充
表现：在人们的潜意识中，真正意义上的科学是指近代在欧洲产生的科学理论、科学知识、实验方法、科学组织、科学活动、科学分类等东西，现代科学体系是在欧洲近代科学的基础上建立起来的。
依据：1）古希腊的科学传统奠定了近代科学的基础；
2）16、17世纪的科学革命建立了近代自然科学体系。
补充：1）在人类早期文明中，在古两河流域、古埃及、古印度、古中国创造了更精湛的日用技术、发现了更独特的科学知识、建造了更宏大的传世工程。
2）古希腊文明的建立吸收了其他文明的成就。
①古希腊人的科学研究是在融会贯通古埃及和古两河流域的科学成就的基础上发展起来的；
②中世纪后期，当古希腊的科学传统在欧洲逐渐复苏时，欧洲还获得了阿拉伯世界的古代科技知识和中古古代的四大发明。
Q3 从古希腊科学到文艺复兴的发展历程
罗马帝国崩溃-基督教占统治地位（中世纪黑暗中的光芒：在欧洲诞生了大学）-中世纪中后期的大翻译运动（帮助欧洲人从阿拉伯文献中找回了失传已久的古希腊哲学文献）
二、希腊古典时期的自然哲学
希腊人的伟大贡献：创造了西方科学和哲学的伟大传统
公元前500年：希腊开始出现最早的哲学，也是最早的系统的理论化的科学的开始。
希腊哲学是以对自然的系统的研究开始的。特点为：
1）具有强调理性和逻辑，重视真理本身价值的态度；2）使得原先零散的、实用的自然知识成为一种对于世界的体系化的理性建构。
ΔQ4 古希腊人科学成就及传统产生的原因及局限性
1）自然条件
①古希腊地区港口众多，适于航海和贸易，为向古希腊本土之外的陆地和岛屿移民提供了方便；希腊殖民地构成了一条连绵不断的链条：这些殖民地与不同传统、风俗、制度的民族经常接触，吸收其他文化的精髓非常方便；同时殖民地也没有丧失和希腊文化的母体的联系。
②希腊独特的地理环境使得希腊难以建立类似中国的大一统国家，为不同流派的思想争鸣提供了可能。2）物质基础
航海和贸易发达、经济繁荣、城市兴起为古希腊人创造新文化提供了坚实的物质基础。
3）社会形态及制度
①奴隶制为自由民提供了闲暇。
奴隶劳动供养了奴隶主，使他们有更多闲暇时间去关注政治、哲学艺术、科学；
②奴隶民主制为科学研究提供了自由。
为能够享受这种民主的人们提供较为自由地思考和发表意见的保证，这种自由思考是科学发展必不可少的。为吸引注意力而兴起的公开演讲、当众辩论，发展了古希腊热的辩论技巧和逻辑学。
③城邦制为希腊文化的繁荣提供了制度保证：
城邦：一种规模有限、独立自治并得到其公民的最高忠诚的共同体。
独立自治确保了公民在城邦内享有的自由，广泛交流又给彼此以启发，城邦之间长期存在的这种既保持高度独立性又有广泛交流的现实，造就了一个统一但又多样的希腊文化。
4）希腊人熟知巴比伦人和埃及人的工作，并通过多种渠道从中汲取养分。
5）希腊人对外部世界有强烈的好奇心，对知识和真理不懈追求。
6）希腊的宗教
①从未提出过共同的宗教教义或形成严密的宗教组织，使得希腊宗教很难对科学进行有组织的摧残；
②具有亲切感的神使他们觉得生活在一个由熟悉的、可以理解的力量统治的世界，面对外部世界少了恐惧多了好奇和勇气；
③完备的诸神谱系，弘扬了秩序、规则的概念，体现了一种原始形式的逻辑体系，有利于希腊理性精神的孕育。
局限性：希腊的奴隶制度对劳动的蔑视，是的希腊科学过度重视理性而轻视经验，重视理论建设轻视知识应用，重视理论科学轻视技术研究。
Q5 如何理解亚里士多德所说的哲学和科学发展的三个必不可少的条件：好奇、闲暇、自由。
好奇：人们纯粹为了摆脱无知而进行研究，并非是由于外在的功利性目标驱使；这样可以保证科学研究的系统性和纯粹性，知识的探求不至于因为暂时的无用而被搁置。
闲暇和自由是保证好奇的重要社会条件。
闲暇要求社会上有一批人不需为衣食担忧，不必从事繁重的体力劳动，从而好奇心不至于被生活的压力所压制。自由强调在探索知识的过程中，不必因为政治、习俗等因素的影响而受到限制。
Q6 各学派的哲学思想中体现了哪些科学起源思想？
（一）米利都学派（师承关系）
米利都学派特点：寻找构成万物的基本材料。
这种从物质结构来解释自然现象的思路在古希腊原子论乃至近代科学中都大行其道，产生深刻影响。
1、泰勒斯
ΔQ7 泰勒斯提出“万物本源是水”的可能原因及重要意义是什么？
原因：1）水形态多变，适合作为一种解释各种现象的普遍原则；2）水对生命的极端重要性；3）泰勒斯生活的地区处于海洋包围之中，深感水的普遍性；4）此前许多民族有关于洪水的古老传说。
意义：1）这是人类第一次用理性的方式寻求万物的统一本质，即及透过现象寻找共同的普遍因素，再从这一普遍本质说明更多的现象，包括过去经验中没有接触过的。这是科学研究的基本思路，体现了理性思维的特点。
2)他用自然内部的因素来解释自然现象，这样人类就可以通过经验来批评和改进科学知识，开创了一种很有前途的研究传统。
宇宙观：大地是浮在水面的扁平的盘子。
2、阿那克西曼德：第一个把已知的世界绘成地图的人
1）认识到天空围绕北极星旋转，提出可见天空是完整球体的一半，大地是圆柱体位于宇宙中心；
2）认为整个宇宙是个演化的过程，但万物都要毁灭；
3）万物始基是浑朴未分的“无定形”，内部蕴含着分化的可能性，可以产生一切具体事物的形态。
3、阿那克西米尼
认为万物始基是“气”，气凝聚成水，继续凝聚成土，进一步成石头。把事物的质的区别归结为量的区别，也是科学研究中常用的思路。
（二）毕达哥拉斯学派（始于秘密宗教团体）
特点：重视对于事物的形式的研究。
1）最伟大的贡献：对数的高度重视。数是万物的本源，发现万物之中都有某种数量关系。这种用抽象的形式来解释世界，与米利都只用质料解释是认识能力的一次伟大进步。
2）率先提出宇宙和谐的观念：宇宙万物本质上是和谐的，这种和谐的具体表现就是各种比例关系。从混沌到秩序是认识史上的一大飞跃。
3）天文方面提出大地是一个球体，宇宙是个球体，有一组同心圆球构成，中心是中心火。这个高度几何化的宇宙模型为希腊的数理天文学奠定了基础。
（三）赫拉克里特：辩证法思想的奠基人
1）强调事物的永恒变化，而且并无神灵主宰；
2）认为事物内部对立冲突矛盾是事物发展变化动力；
3）强调逻辑，轻视经验感觉。开创了希腊哲学科学重视逻辑、概念界定、理论构建的传统。（和中国文化强调语言不足以表达真理的态度迥然不同）
（四）爱利亚学派
变化只是假象，不变才是本真；开创注重现象背后本质的研究
（五）恩培多克勒
四根说：万物由四种元素组成-火、气、土、水。这些因素靠爱和恨组合分离。
万物无生成、无毁灭，只有混合和分离。
开始用多元素代替单一元素解释世界，并且用元素组合而不是元素本身的形态变化来解释变化的现象。某种程度上，是原子论的先驱。
（六）原子论：最接近于近代科学理论的成就
Q8 原子论的内容及意义
内容：1）许多极小的原子在虚空中的组合和分离是世界上各种现象的真正原因；
2）原子和虚空都是构造自然万物的本原。原子是构造万物的基本粒子，虚空为原子提供位移运动的场所；
3）原子是不可分割、不可穿透的内部是实在的；
4）所有原子性质都一致，只有量的差别（形状、大小、重量、排列、位置等）
意义：1）开始用抽象的物质实体而不是某一种特定属性的物质来解释世界；
2）通过原子的量的差别解释现实世界中质的差别，便于克服各种事物性质上的冲突，使得从统一性出发具体解释世界的多样性得以成功。（这也是后来西方科学研究的基本思路，也是依赖数学的原因）3）这种解释方式还开创了以微观结构解释宏观现象的路线。
（七）苏格拉底
1）第一个从逻辑思想方面研究概念定义的思想家。
2）强调对普遍原则的把握。
（八）柏拉图与理念论
研究传统：强调通过理性来把握事物的形式关系，轻视质料
1）开设了欧洲历史上第一所综合性的传授知识、进行学术研究、提供政治咨询以及培养学者和政治人才的学校——Academus.重视科学知识的传授和训练。
2）受毕达哥拉斯学派影响，轻视感觉经验，注重理性所把握的观念世界。理念论。
3）宇宙论中，认为神以混沌为质料，使之与空间结合，并以理念为范型，创造出整个宇宙系统和自然界。4）天文方面，反对人们满足于用眼睛观看和记录天体运行的轨迹，认为要像研究几何学（超越感官经验的层次来把握抽象理念）那样研究天文，而不管天空中那些可见事物。深信天体是最高贵神圣的，运动方式一定是均匀的圆周运动。——“拯救现象”方法：将看上去不规则的运动拆解为不同的均匀圆周运动的叠加。
5）学生欧多克斯构造了同心球叠加的天文模型。
评价：虽然柏拉图过分轻视感觉经验这一点与近代科学的精神有所抵触，但是他强调数学的作用，强调演绎推理，重视理想化方法，也是近代科学传统非常重要的组成部分
（九）亚里士多德与目的论
不同于老师的综合研究，他喜欢分门别类研究并重视经验研究。
1）自然哲学
①探讨了事物存在与变化的原因，提出四因说：质料因—事物有什么东西形成；形式—事物按照什么形式形成，即事物之所以是某一事物的原因；动力因—事物形成的动力是什么；目的因—事物为了什么而形成。评价：从因果关系角度出发，探索事物存在变化，对于鼓励人们探讨事物本原，追究事物本质是有益的。但他对自然现象的解释充满了目的论的意味，就本质而言是不可取的，因为他用目的论掩盖了对客观规律的探求。
②对宇宙结构的认识上，认为大地是球形位于宇宙中心，地球和天体由不同物质组成，地球上的物质由水气土火四元素组成，而其他天体则由第五种元素“以太”组成。所有的物体都具有某种天赋的目的或“自然本性”：以太的本性是做圆周运动，四种元素具有“趋向自己特定的空间”、寻找自己“天然处所”并停留在那里的本性。
2）逻辑学
系统地总结了科学研究的方法论和逻辑学，对归纳法和演绎法都有了系统的研究。
3）系统的经验考察
主要体现在生物学，动物分类、解剖、胚胎发育等方面。
根据动物特点与差异划分为群，描绘了一幅以任何哺乳动物为顶端，低等植物在底端的生物阶梯略图。
评价：是一位严密的观察家，不是实验家。他是以自己的直观加上推理来建立知识体系的。
他是希腊科学的转折点：他之前，学者们力图提出一个完整的世界体系来解释自然现象，他是最后一个；他之后，科学家转入对具体问题的研究，从而使科学走上了一条从简单到复杂的发展道路。
（十）希波克拉底与四种体液
接受自然哲学影响，更加彻底地清洗了医学的巫术成分，构建了理性的医学理论。提出四种体液学说：人具有四种体液，血液、黄胆汁、黑胆汁、黏液，支配生理活动，必需平衡调和，否则会生病。
三、希腊化时期的科学（公元前336年开始）
科学已经开始具有独立的品格，与哲学问题分开研究。
（一）托勒密王朝的贡献
1）重视希腊学术事业的发展，以政府力量支持学术发展，创造了希腊科学发展观的黄金时代。
2）创建了世界上当时规模最大，也是第一个由国家筹建支持的综合性学术结构。
（二）欧几里得及其《几何原本》
《几何原本》内容翔实、逻辑严谨，长期以来一直是几何学习的标准教科书。它的不朽不仅在于它的内容，更在于它是公理化体系的典范。
公理化体系是发现新的科学知识的一种方法：
1）给出几何证明所需的一系列定义和概念，如点、线、面、角等；
2）提出五个公设（适用于几何学的不证自明的知识）；
3）提出五个公理（适用于一切科学的真理）；
4）一条一条证明了467个命题。
《几何原本》中的定理大都是前人已发现的，欧几里得所做的主要工作是利用了当时积累的数学知识，从精心选择的少数公设、公理出发，推演出整个理论体系，构建起初等几何学的大厦。
（三）阿里斯塔克与日心说
（四）阿基米德
希腊科学史上最伟大的科学家，在数学、天文、物理方面都有出色成就。善于理论联系实际，是古代把力学和数学结合的最好的人。
1）发现了浮力定律、杠杆原理（应用公理化体系和理想化模型），发明了滑轮起重机和螺旋推进器；
2）创立的穷竭法是微积分的基础，应用穷竭法计算了pi的值；
3）制作了一个利用水力驱动的天象仪，可以模拟天体运动，演示日食、月食。
物理学的发展在方法上有两个基石：逻辑推理与实验。他在自己工作中成功应用了这两种方法，成为物理学的先驱。
（五）阿波罗尼乌斯与圆锥曲线
1）著有《圆锥曲线》，含487条定理。
2）创立本轮-均轮体系，被西帕克斯继承。
（六）西帕克斯与球面三角学
1）创立球面三角学，使得希腊天文学从定性的几何模型变成定量数学描述，从而使天文观测更加有效地成为构造宇宙模型的组成部分。
2）制订了一个比较精确的三角函数表
3）引入星等概念，确定北天极在做缓慢圆周运动。
（七）埃拉托色尼与《地理学》
1）对地球周长进行科学测量
2）《地理学》记载了许多测量方法和计算结果。
08北科钢冶复试资料 1.铁水预处理:铁水预处理是指铁水兑入炼钢炉之前进行的各种处理。有脱 硫预处理和三脱（脱硅、磷、硫）预处理。分为普通铁水预处理和特殊铁水预处理两大类。普通铁水预处理包括：铁水脱硫、铁水脱硅和铁水脱P。特殊铁水预处理一般是针对铁水中含有的特殊元素进行提纯精炼或资源综合利用，如铁水提钒、提铌、脱铬等预处理工艺。 铁水预处理容器的选择：根据铁水预处理容器的选择，脱硫工艺可分为：混铁车喷吹法、铁水罐法、铁水包法。发展趋势：采用铁水包作为铁水脱硫预处理的容器。 铁水预处理(脱硫)的优越性：(1)满足用户对超低硫、磷钢的需求，发展高附加值钢种(2) 减轻高炉脱硫负担，放宽对硫的限制，提高产量，降低焦比；(3)炼钢采用低硫铁水冶炼，可获得巨大的经济效益。铁水脱硫工艺方法：投掷法，将脱硫剂投入铁水中脱硫；喷吹法，将脱硫剂喷入铁水中脱硫；搅拌法（KR法），通过中空机械搅拌器向铁水内加入脱硫剂，搅拌脱硫。铁水预处理(脱硫)是提高钢材质量的最经济手段 2.RH精炼法：也称钢液循环脱气法，将钢液提升到一容器内处理。 主要冶炼高质量产品，如轴承钢、LF钢、硅钢、不锈钢、齿轮钢等。国内RH 设备主要依靠进口。RH工艺特点：①反应速度快、处理周期短，生产效率高，常与转炉配套使用。②反应效率高，钢水直接在真空室内进行反应。③可进行吹氧脱碳和二次燃烧进行热补偿，减少处理温降；④可进行喷粉脱硫，生产超低硫钢。 3.LF精炼法（Ladle Furnace）：钢包炉精炼法是最常用的精炼方法；取代 电炉还原期；解决了转炉冶炼优钢问题；具有加热及搅拌功能；脱氧、脱硫、合金化。工艺优点：①精炼功能强，适宜生产超低硫、超低氧钢②具备电弧加热功能，热效率高，升温幅度大，温度控制精度高③具备搅拌和合金化功能，易于实现窄成分控制，提高产品的稳定性④采用渣钢精炼工艺，精炼成本较低；⑤设备简单，投资较少 LF炉精炼非常适合于低硫、超低硫钢生产：高碱度还原渣，渣量可达25Kg/t；电弧加热，炉渣温度高；可以较强烈搅拌钢水；过程稳定，易于控制。 4.炉外精炼:内容：脱氧、脱硫；去气、去除夹杂；调整钢液成分及温度。 手段：①渣洗最简单的精炼手段；②真空目前应用的高质量钢的精炼手段； ③搅拌最基本的精炼手段；④喷吹将反应剂直接加入熔体的手段；⑤调温加热是调节温度的一项常用手段。主要的精炼工艺：LF(Ladle Furnace process)；AOD(Argon-oxygen decaburizition process );VOD (Vacuum oxygen decrease process)；RH(Ruhrstahl Heraeus process)；CAS-OB( Composition adjustments by sealed argon -oxygen blowing process) ；喂线 (Insert thread) ；钢包吹氩搅拌(Ladle argon stirring)；喷粉( powder injection )。
课程 材料科学基础 （共3页，共十题，答题时不必抄题，标明题目序号，相图不必重画,直接做在试卷上） 一、填空题（1.5×20=30分） 1. 结晶学晶胞是（ ）。 2. 扩散的基本推动力是（ ），一般情况下以（ ）形式表现出来，扩散常伴随着物质的（ ）。 3. 晶面族是指（ ）的一组晶面，同一晶面族中，不同晶面的（）。 4. 向MgO、沸石、TiO2、萤石中，加入同样的外来杂质原子，可以预料形成间隙型固溶体的固溶度大小的顺序将是（ ）。 5. 根据烧结时有无液相出现，烧结可分为（ ），在烧结的中后期，与烧结同时进行的过程是（ ）。 6. 依据硅酸盐晶体化学式中（ ）不同，硅酸盐晶体结构类型主要有（ ）。 7. 液体表面能和表面张力数值相等、量纲相同，而固体则不同，这种说法是（ ）的，因为（ ）。 8. 二级相变是指（ ），发生二级相变时，体系的（ ）发生突变。 9. 驰豫表面是指（ ），NaCl单晶的表面属于是（ ）。 10. 固态反应包括（ ），化学动力学范围是指（ ）。 11．从熔体结构角度，估计a长石、b辉石(MgO·SiO2)、c镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序（ ）。 二、CaTiO3结构中，已知钛离子、钙离子和氧离子半径分别为 0.068nm， 0.099nm，
0.132nm。（15分） 1. 晶胞中心的钛离子是否会在八面体空隙中“晃动”； 2. 计算TiCaO3的晶格常数； 3. 钛酸钙晶体是否存在自发极化现象，为什么？ 三、在还原气氛中烧结含有TiO2的陶瓷时，会得到灰黑色的TiO2-x：（15分） 1．写出产生TiO2-x的反应式； 2．随还原气氛分压的变化，该陶瓷材料的电导率和密度如何变化？ 3．从化学的观点解释该陶瓷材料为什么是一种n型半导体。 四、选择题：下列2题任选1题（12分） 1. 简述金属材料、无机非金属材料以及高分析材料腐蚀的特点。 2. 试述材料疲劳失效的含义及特点。 五、现有三种陶瓷材料，它们的主要使用性能如下：（15分） 材料最佳性能用途 Y2O3透明，光线传递光学激光杆 Si3N4高温强度，抗蠕变燃气轮机部件 含Co铁氧体较顽力高能量永久磁铁 在烧结过程中希望材料获得预期的显微结构以使材料最佳性能充分发挥，在控制显微结构因素和工艺条件上应主要考虑哪些相关因素？ 六、熔体结晶时：（1）图示核化速率-温度、晶化速率-温度关系及其对总结晶速率的的影响； （2）核化速率与晶化速率的不同对新相的显微结构有何影响，为什么？ （3）指出在哪一温度范围内对形成玻璃有利，为什么？（12分） 七、X射线给出立方MgO的晶胞参数是0.4211nm，它的密度是3.6g/cm3。（Mg2+和O2-、Al3+摩尔质量分别是24.3和16、27）（12分）
北京科技大学材料专业考研经验 转眼间，已经尘埃落定。回首这一年，有努力，也有回报，有汗水，也有欢笑。这一年，个人的付出固然重要，但诚然，我也从论坛收益良多，现在我小小的总结一下自己的观点，希望能对学弟学哥妹们有所帮助。 先来说说自己的情况:我报考的是北京科技大学材料学院，所考的分数分别为政治58，英语57，数学二115，专业课（材料科学基础）108，总分338。这样一个分数，对于一个工科生而言，算是中规中矩，但是对于今年的北科材料，可算是一个不折不扣的擦线党（初试线337）。即便如此，我想我还是很有必要介绍一下自己的经验。 如今，考研是一个热门的话题。同时，也是大学本科生的一个未来规划中的热门选项。很多人很轻率的就决定考研，对此我是不发表任何评论的。但是，我觉得，一旦决定考研，就要对全局有一个清醒的认识，而不是在模模糊糊的状态下就开始看书，鄙人鱼见，这样只是浪费了自己的时间和经历。 看书前要做好万全准备。大家可能会问要做好哪些准备。且听我慢慢道来。
做好了以上的各种准备，接下来就需要开始各科的复习了。不需要过多的解释，数学和英语都是要从大三下开始的，而政治和专业课是从九月份开始。细节我慢慢道来。 因为本人是工科生，所以只介绍工科生相关经验。我们考的是数学二，也就是只有高数和线性代数。而关于考研复xí，论坛里很多人都会分为三轮，说实话，我自己到目前为止也没好好划分过，所以只按自己的经验一点点介绍。 先插播一下我的学习理念。我觉得作为一个工科生，在学习这一块，理应有些自己的方法。我觉得不管是学什么，首先我们得对这一科有一个全局的把握，其次，我们还要有能力从众多信息中抽象出重点，然后循着重点对症下药。简单来讲，我觉得就是个盖房子的过程，先打地基，再出骨架，最后各种装饰。 频道调回到数学，关于数学的学习，我觉得首先得从书本下手，高数用同济5或者6版的两本书，线代无所谓，大同小异。依据往年的大纲，先把书本过个一遍，对各种概念，各种公式有个初步印象，我觉得这一步很重要：对于基础好的同学，可以作为回顾，对于基础差的同学，可以作为启蒙用。然而这样还不够，书本还要用第二遍，这一遍，最好边看边把你自己认为是重点的句子，定义，概念等抄下来（后期还有大作用），基础好的同学可以随意练练课后习题，基础
一、名词： 相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。 匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。 平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。 成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。 异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。 共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。 脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。 包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。 成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。 二、简答： 1. 固溶体合金结晶特点？ 答：异分结晶；需要一定的温度范围。 2. 晶内偏析程度与哪些因素有关？ 答：溶质平衡分配系数k0；溶质原子扩散能力；冷却速度。 3. 影响成分过冷的因素？ 答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。
三、书后习题 1、何谓相图？有何用途？ 答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。 相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。 2、什么是异分结晶？什么是分配系数？ 答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。 3、何谓晶内偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响，如何消除？ 答：晶内偏析：一个晶粒内部化学成分不均匀的现象 形成过程：固溶体合金平衡结晶使前后从液相中结晶出的固相成分不同，实际生产中，液态合金冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，使每个晶粒内部的化学成分布均匀，先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点组元较多，在晶粒内部存在着浓度差。 影响因素：1）分配系数k0：当k0<1时，k0值越小，则偏析越大；当k0>1时，k0越大，偏析也越大。2）溶质原子扩散能力，溶质原子扩散能力大，则偏析程度较小；反之，则偏析程度较大。3）冷却速度，冷却速度越大，晶内偏析程度越严重。 对金属性能的影响：使合金的机械性能下降，特别是使塑性和韧性显著降低，
北京科技大学 1995年硕士学位研究生入学考试试题 考试科目: 金属学 适用专业: 金属塑性加工 说明:统考生做1～10题，单考生做1～7题和在8～13题中任选3题。每题10分。 1、什么是固溶体？固溶体可以分为几种？并说明其各自的结晶特点。 2、计算含0.45%C的亚共析钢在共析温度时铁素体和奥氏体两相的相对数量，在这一温度下铁素体和珠光体的相对数量又是多少？ 3、用扩散理论来说明高温条件下钢的氧化过程。 4、画出铁碳平衡相图中的包晶反应部分的相图，并给出包晶反应表达式。 5、说明钢中非金属夹杂物的来源及其种类。 6、说明钢的完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、和低温退火的工艺特点及它们的作用。 7、说明轴承钢的碳化物类型及形成原因。 8、画图说明钢的高温和低温形变热处理的工艺特点。 9、从下列元素中指出哪些元素是扩大奥氏体区域的？哪些元素是缩小奥氏体区域的？C Si Ti Cr Mo Ni Cu N 10、冷变形金属加热发生低温、中温和高温回复时晶体内部发生什么变化？ 11、绘出立方系中｛110｝晶面族所包括的晶面，以及（112）、（123）、（120）晶面。 12、说明共析钢加热时奥氏体形成的过程，并画图表示。 13、合金钢中主要的合金相有几种类型？
北京科技大学 1999年硕士学位研究生入学考试试题 考试科目: 金属学 适用专业: 金属塑性加工 1、名词解释:（10分） （1）点阵畸变（2）组成过冷（3）再结晶温度（4）滑移和孪生（5）惯习现象 2、说明面心立方、体心立方、密排六方（c/a≥1.633）三种晶体结构形成的最密排面，最密排方向和致密度。（10分） 3、在形变过程中，位错增殖的机理是什么？（10分） 4、简述低碳钢热加工后形成带状组织的原因，以及相变时增大冷却度速度可避免带状组织产生的原因。（10分） 5、简要描述含碳量0.25%的钢从液态缓慢冷却至室温的相变过程（包括相变转换和成分转换）。（10分） 6、选答题（二选一，10分） （1）铸锭中区域偏析有哪几种？试分析其原因，并提出消除区域偏析的措施。 （2）固溶体结晶的一般特点是什么？简要描述固溶体非平衡态结晶时产生显微偏析的原因，说明消除显微偏析的方法。 7、简述金属或合金冷塑性变形后，其结构、组织和性能的变化。（10分） 8、简述经冷变形的金属或合金在退火时其显微组织，储存能和性能的变化规律。（10分） 9、选答题（二选一，10分） （1）为了提高Al-4.5%Cu合金的综合力学性能，采用了如下热处理工艺制度，在熔盐浴中505℃保温30分钟后，在水中淬火，然后在190℃下保温24小时，试分析其原因以及整个过程中显微组织的变化过程。 （2）什么叫固溶体的脱溶？说明连续脱溶和不连续脱溶在脱溶过程中母相成分变化的特点。 10、简述固溶强化，形变强化，细晶强化和弥散强化的强化机理。（10分） 11、简述影响再结晶晶粒大小的因素有哪些？并说明其影响的基本规律。（10分） 12、画出铁碳相图，并写出其中包晶反应，共晶反应和共析反应的反应式。（10分） 13、选做题（二选一，10分） （1）如果其他条件相同，试比较下列铸造条件下，铸件中晶粒大小，并分析原因。 a.水冷模浇铸和砂模浇铸 b.低过热度浇铸和高过热浇铸
XX年北京科技大学材料专业考研经验全分享转眼间，已经尘埃落定。回首这一年，有努力，也有回报，有汗水，也有欢笑。这一年，个人的付出固然重要，但诚然，我也从论坛收益良多，现在我小小的总结一下自己的观点，希望能对学弟学哥妹们有所帮助。 先来说说自己的情况:我报考的是北京科技大学材料学院，所考的分数分别为政治58，英语57，数学二115，专业课（材料科学基础）108，总分338。这样一个分数，对于一个工科生而言，算是中规中矩，但是对于今年的北科材料，可算是一个不折不扣的擦线党（初试线337）。即便如此，我想我还是很有必要介绍一下自己的经验。 如今，考研是一个热门的话题。同时，也是大学本科生的一个未来规划中的热门选项。很多人很轻率的就决定考研，对此我是不发表任何评论的。但是，我觉得，一旦决定考研，就要对全局有一个清醒的认识，而不是在模模糊糊的状态下就开始看书，鄙人鱼见，这样只是浪费了自己的时间和经历。 看书前要做好万全准备。大家可能会问要做好哪些准备。且听我慢慢道来。
做好了以上的各种准备，接下来就需要开始各科的复习了。不需要过多的解释，数学和英语都是要从大三下开始的，而政治和专业课是从九月份开始。细节我慢慢道来。 因为本人是工科生，所以只介绍工科生相关经验。我们考的是数学二，也就是只有高数和线性代数。而关于考研复xí，论坛里很多人都会分为三轮，说实话，我自己到目前为止也没好好划分过，所以只按自己的经验一点点介绍。 先插播一下我的学习理念。我觉得作为一个工科生，在学习这一块，理应有些自己的方法。我觉得不管是学什么，首先我们得对这一科有一个全局的把握，其次，我们还要有能力从众多信息中抽象出重点，然后循着重点对症下药。简单来讲，我觉得就是个盖房子的过程，先打地基，再出骨架，最后各种装饰。 频道调回到数学，关于数学的学习，我觉得首先得从书本下手，高数用同济5或者6版的两本书，线代无所谓，大同小异。依据往年的大纲，先把书本过个一遍，对各种概念，各种公式有个初步印象，我觉得这一步很重要：对于基础好的同学，可以作为回顾，对于基础差的同学，可以作为启蒙用。然而这样还不够，书本还要用第二遍，这一遍，最好边看边把你自己认为是重点的句子，定义，概念等抄下来（后期还有大作用），基础好的同学可以随意练练课后习题，基础
材料科学基础习题 叶荷 11 及材料班2013-1-10 第三章二元合金相图和合金的凝固 一、名词：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。 平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。 成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。 异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。 脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。 包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。 成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。 二、简答： 1. 固溶体合金结晶特点？答：异分结晶；需要一定的温度范围。
2. 晶内偏析程度与哪些因素有关？ 答：溶质平衡分配系数ko；溶质原子扩散能力；冷却速度。 3. 影响成分过冷的因素？ 答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。 4. 相图分折有哪几步？答：以稳定化合物为独立组元分割相图并分析；熟悉相区及相；确定三相平衡转变性质。 三、绘图题 绘图表示铸锭宏观组织三晶区。 四、书后习题 1、何谓相图？有何用途？ 答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。 相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。 2、什么是异分结晶？什么是分配系数？答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。
北京科技大学 2012年硕士学位研究生入学考试试题 ============================================================================================================= 试题编号： 814 试题名称：材料科学基础（共 3 页） 适用专业：材料科学与工程材料工程(专业学位) 说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。 ============================================================================================================= 一、简答题(8分/题，共40分) 1. 写出七种晶系的名称及点阵参数之间的关系； 2. 简述临界分切应力的概念； 3. 给出一级相变和二级相变的分类原则和相变特征； 4. 分析金属或合金的结晶形态； 5. 给出再结晶温度的定义。 二、纯Cu晶体在常温下的点阵常数为a=0.3615nm: 1. 指出其晶体结构类型和配位数（3分）； 2. 简略计算Cu原子半径、原子致密度和两类间隙半径（6分）； 3. 画出Cu原子在（111）晶面的分布情况，并计算其晶面间距和原子在 晶面上的致密度（6分）。（共15分） 三、分别画出下列离子晶体的布拉菲点阵(下图中的点阵参数均为a=b=c， α=β=γ=90o)。(10分) NaCl CaF2CaTiO3
四、示意画出下面的Ti-Zr体系中bcc和hcp相在1155、1139、1000和878K 时 的Gibbs自由焓-成分曲线。(15分) 五、根据下面的Al-Zn相图, 1. 写出其中的三相反应式（4分）； 2. 画出x(Zn)=0.80合金的缓慢冷却曲线，并写出各阶段相对应的组织（8分）； 3. 画出上述合金缓慢冷却到室温时的组织示意图，并计算各组织组成物的 相对含量(8分)。（共20分）
材料科学基础考研经 典题目
16.简述金属固态扩散的条件。 答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。 ⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件 17. 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？ 答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。 18.为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？ 答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。 19.在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何？同样 条件下，单相固溶体合金凝固的形貌又如何？分析原因
北京科技大学 2014年硕士学位研究生入学考试试题=============================================================================================================试题编号：824试题名称：管理学与经济学基础（共6页）适用专业：金融学、产业经济学、国际贸易学、管理科学与工程、 会计学、企业管理、技术经济及管理 说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。 ============================================================================================================= 管理学部分（75分） 一、选择题（每题1分，共15分。注：全部为单选题，请选择最合适的答案） 1.有些公司实行了弹性工作制，员工可以自行安排工作时间，甚至从事特殊工作的人可以利用公司提供的互联网等资源在家里办公。这些公司管理者所持的对人的认识主要倾向于（）。 A.X理论 B.Y理论 C.领导风格理论 D.社会人假设理论 2.一些人对权力、地位的追求，是需求层次理论中的（）。 A.第二个层次的需求 B.第三个层次的需求 C.第四个层次的需求 D.第五个层次的需求 3.某公司总经理在一次职业培训中学习到了很多目标管理的内容，他对于这种理论逻辑上的简单清晰以及其预期的效益印象非常深刻。为此，他准备在公司中实施这种管理方法，第一步就是要和各个部门的主要负责人协商确定如何为各部门制定目标，在讨论的过程中大家有着不同的见解。你认为以下哪种看法是正确的？（） A.各部门的目标决定了整个公司的业绩，应该确立较高的标准 B.考虑到企业全体员工的积极性，各部门的目标应该设置最低的标准 C.目标的确定应该略高于各部门的现有能力，但要使各部门经过努力能够达到 D.各部门情况不一样，有的部门宜采用高标准，有的部门则宜采用低标准 4.零售百货店的环境不确定性属于下列哪一类？（） A.低不确定性 B.低中程度不确定性 C.高中程度不确定性 D.高不确定性 5.要确保“事有人做，人有事做；事得其人，人得其事”，需做好管理中的（）工作。 A.计划 B.组织 C.领导 D.控制 6.某公司要求因病缺勤员工在返回工作岗位时需提交医生开具的就医证明，这一措施属于（）。 A.单一用途计划 B.常用计划 C.程序 D.政策 7.某公司有96名作业人员，如果基层管理幅度为8，高层管理人员的管理幅度是3，则该公司的管理层次应该是（）。
材料科学基础简答题考研常考题型汇总 1.原子间的结合键共有几种？各自的特点如何？【11年真题】 答：（1）金属键：基本特点是电子的共有化，无饱和性、无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构。当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使得金属具有良好的延展性，又由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电性和导热性能。 （2）离子键：正负离子相互吸引，结合牢固，无方向性、无饱和性。因此，七熔点和硬度均较高。离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此他们都是良好的电绝缘体。 （3）共价键：有方向性和饱和性。共价键的结合极为牢固，故共价键晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。共价结合的材料一般是绝缘体，其导电能力较差。 （4）范德瓦尔斯力：范德瓦尔斯力是借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用，将原来稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。它没有方向性和饱和性，其结合不如化学键牢固。 （5）氢键：氢键是一种极性分子键，氢键具有方向性和饱和性，其键能介于化学键和范德瓦耳斯力之间。 2.说明间隙固溶体与间隙化合物有什么异同。 答：相同点：二者一般都是由过渡族金属与原子半径较小的C、N、H、O、B等非金属元素所组成。 不同点：（1）晶体结构不同。间隙固溶体属于固溶体相，保持溶剂的晶格类
型；间隙化合物属于金属化合物相，形成不同于其组元的新点阵。 （2）间隙固溶体用α、β、γ表示；间隙化合物用化学分子式MX、M2X 等表示。 间隙固溶体的强度、硬度较低，塑性、韧性好；间隙化合物的强度、熔点较高，塑性、韧性差。 3.为什么只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固溶体则不能？ 答：因为形成固溶体时，溶质原子的溶入会使溶剂结构产生点阵畸变，从而使体系能量升高。溶质与溶剂原子尺寸相差较大，点阵畸变的程度也越大，则畸变能越高，结构的稳定性越低，溶解度越小。一般来说，间隙固溶体中溶质原子引起的点阵畸变较大，故不能无限互溶，只能有限熔解。 4.试述硅酸盐的结构和特点？ 答：（1）硅酸盐结构的基本单元是[SiO4]四面体。Si原子位于O原子的四面体间隙内，Si、O之间的结合不仅有离子键还有共价键 （2）每一个氧最多被两个[SiO]四面体共有 （3）[Si]四面体可以孤立存在，也可以共顶点互相连接。 （4）Si-O-Si形成一折线。 分类：含有有限硅氧团的硅酸盐、岛状、链状、层状、骨架状硅酸盐。 5.为什么外界温度的急剧变化可以使许多陶瓷件开裂破碎？ 答：由于大多数陶瓷由晶相和玻璃相构成，这两种相的热膨胀系数相差很大，高温很快冷却时，每种相的收缩程度不同，多造成的内应力足以使陶瓷器件开裂或破碎。 6.陶瓷材料中主要结合键是什么？从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊
《材料科学基础》考研2021年考研考点归纳与考研 真题 第1章材料概论 1.1 考点归纳 一、材料的分类 工程材料按属性可分为四类：金属材料、陶瓷材料、高分子材料及由前三类相互组合而成复合材料； 按使用性能可分为两大类：主要利用其力学性能的结构材料和主要利用其物理性能的功能材料。 1．金属材料 （1）金属材料中包括两大类型：钢铁材料和有色金属。有色金属主要包括铝合金、钛合金、铜合金、镍合金等； （2）在有色金属中，铝及其合金用得最多，这主要是因为铝及其合金的以下特性： ①重量轻，只有钢的1/3； ②有好的导热性和导电性，在远距离输送的电缆中多用铝； ③耐大气腐蚀，可用来制作容器和包装品、建筑结构材料及导电材料。 2．陶瓷材料 （1）传统的陶瓷材料是由粘土、石英、长石等成分组成，主要作为建筑材料使用；（2）新型的结构陶瓷材料，其化学组成和制造工艺都大不相同，其成分主要是 A12O3、SiC、Si3N4等； （3）新型结构陶瓷在性能上的优点： ①重量轻；
②压缩强度高，可以和金属相比，甚至超过金属； ③熔点高，耐高温； ④耐磨性能好，硬度高； ⑤化学稳定性高，有很好的耐蚀性； ⑥电与热的绝缘材料。 （4）新型结构陶瓷在性能上的缺点： ①容易脆断； ②不易加工成形。 3．高分子材料 （1）高分子材料又称聚合物； （2）按用途可分为：塑料、合成纤维和橡胶三大类型； （3）塑料又分为：通用塑料和工程塑料。 4．复合材料 （1）金属、聚合物、陶瓷自身都各有其优点和缺点，如把两种材料结合在一起，就产生了复合材料； （2）复合材料可分为三大类型：塑料基的复合材料、金属基和陶瓷基的复合材料；5．电子材料、光电子材料和超导材料 （1）电子材料是指在电子学和微电子学中使用的材料，主要包括半导体材料、介电功能材料和磁性材料等； （2）光电子材料； （3）超导材料。 二、材料性能与内部结构的关系
金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。 位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法，铸锭三晶区的形成机制。
基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷； 结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的 原子集团。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核， 以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过 程。从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据 T R k ?∝1可知当过冷度T ?为零时临界晶核半径R k 为无穷大，临界形核功（2 1T G ?∝?）也为无穷大。临界晶核半径R k 与临界形核功为无穷大时，无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。 细化晶粒的方法：增加过冷度、变质处理、振动与搅拌。 铸锭三个晶区的形成机理：表面细晶区：当高温液体倒入铸模后，结晶先从 模壁开始，靠近模壁一层的液体产生极大的过冷，加上模壁可以作为非均质形核的基底，因此在此薄层中立即形成大量的晶核，并同时向各个方向生长，形成表面细晶区。柱状晶区：在表面细晶区形成的同时，铸模温度迅速升高，液态金属冷却速度减慢，结晶前沿过冷都很小，不能生成新的晶核。垂直模壁方向散热最快，因而晶体沿相反方向生长成柱状晶。中心等轴晶区：随着柱状晶的生长，中心部位的液体实际温度分布区域平缓，由于溶质原子的重新分配，在固液界面前沿出现成分过冷，成分过冷区的扩大，促使新的晶核形成长大形成等轴晶。由于液体的流动使表面层细晶一部分卷入液体之中或柱状晶的枝晶被冲刷脱落而进入前沿的液体中作为非自发生核的籽晶。 三、二元合金的相结构与结晶 重点内容：杠杆定律、相律及应用。 基本内容：相、匀晶、共晶、包晶相图的结晶过程及不同成分合金在室温下 的显微组织。合金、成分过冷；非平衡结晶及枝晶偏析的基本概念。 相律：f = c – p + 1其中，f 为 自由度数，c 为 组元数，p 为 相数。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金也 可能得到全部共晶组织，这种共晶组织称为伪共晶。 合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或烧结、或用其它 方法组合而成的具有金属特性的物质。 合金相：在合金中，通过组成元素（组元）原子间的相互作用，形成具有相 同晶体结构与性质，并以明确界面分开的成分均一组成部分称为合金相。
一：大纲分析： 北京科技大学2009年攻读硕士学位 《金属学》复习大纲 （适用专业：材料加工工程、材料学、材料科学与工程、材料物理与化学） 一、金属与合金的晶体结构 1. 原子间的键合 1)金属键, 2)离子键, 3)共价键 2．晶体学基础 1）空间点阵， 2）晶系及布喇菲点阵， 3）晶向指数与晶面指数 3．金属的晶体结构 1）典型的金属晶体结构，2）原子的堆垛方式，3）晶体结构中的间隙， 4）晶体缺陷 4．合金相结构 1）置换固溶体，2）间隙固溶体，3）影响固溶体溶解度的主要因素 4）中间相 5．晶体缺陷 1）点缺陷, 2)晶体缺陷的基本类型和特征, 3)面缺陷 二、金属与合金的凝固 1．金属凝固的热力学条件 2．形核 1）均匀形核，2）非均匀形核 3．晶体生长 1）液-固界面的微观结构，2）金属与合金凝固时的生长形态，3）成分过冷4．凝固宏观组织与缺陷 三、金属与合金中的扩散 1．扩散机制 2．扩散第一定律 3．扩散第二定律 4．影响扩散的主要因素 四、二元相图 1．合金的相平衡条件 2．相律 3．相图的热力学基础 4．二元相图的类型与分析 五、金属与合金的塑性变形 1．单晶体的塑性变形 1）滑移，2）临界分切应力,3）孪生，4）纽折 2．多晶体的塑性变形 1）多晶体塑性变形的特点，2）晶界的影响，
3.塑性变形对组织与性能的影响 1）屈服现象,2)应力-应变曲线及加工硬化现象,3)形变织构等 六、回复和再结晶 1．回复和再结晶的基本概念 2．冷变形金属在加热过程中的组织与性能变化 3．再结晶动力学 4．影响再结晶的主要因素 5．晶粒正常长大和二次再结晶 七、铁碳相图与铁碳合金 1．铁碳相图 2．铁碳合金 3．铁碳合金在缓慢冷却时组织转变 八、固态相变 1．固态相变的基本特点 2．固态相变的分类 3．扩散型相变 1）合金脱溶，2）共析转变，3）调幅分解 4．非扩散型相变 参考书： 1.金属学（修订版）, 宋维锡主编, 冶金工业出版社，1998； 2.材料科学基础, 余永宁主编, 高等教育出出版社，2006； 3.材料科学基础（第二版）, 胡赓祥等主编, 高等教育出出版社，2006； 4.任何高等学校材料科学与工程专业《金属学》或《材料科学基础》教学参考书。 复习方法的话大家还是根据自己的习惯有所不同。重要的是坚持。我个人有一些看法希望与大家分享。 刚开始看，很难把握重点，看的太细，会浪费时间。而且，第一遍看完之后，往往都是只有一个大概的轮廓，细节部分是很难记住的。所以第一边看要抓大放小，把握大致脉络。短时间内对专业课内容有一个全局的把握，以利于第二遍的深入阅读。这就算达到了目标。 再看的时候，每看完一节或一章，对主要内容进行概括。尤其是把重要的知识点用简练的语言概括出来，列成条目以利于以后把握重点，节约时间。一定要相信，手过一遍，胜过口过十遍。做笔记能加深我们对知识的理解和记忆。 再以后做题时每遇到问题回来看自己总结的笔记，并且把做题时重要的类型题的解法归纳到笔记中。坚持下去。做到点——线——面的复习，这样下来专业课不拿高分都难了。 二：知识梳理 第一章：金属与合金的晶体结构
16.简述金属固态扩散的条件。 答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。 ⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件 17. 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？ 答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。 18. 为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？ 答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。 19. 在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何？同样条件下，单相 固溶体合金凝固的形貌又如何？分析原因 答：正的温度梯度指的是随着离开液—固界面的距离Z 的增大，液相温度T 随之升高的情况，即0>dZ dT 。在这种条件下，纯金属晶体的生长以接近平面状向前推移，这是由于温度梯度是正的，当界面上偶尔有凸起部分而伸入温度较高的液体中时，它的生长速度就会减慢甚至停止，周围部分的过冷度较凸起部分大，从而赶上来，使凸起部分消失，这种过程使液—固界面保持稳定的平面形状。固溶体合金凝固时会产生成分过冷，在液体处于正的温度梯度下，相界面前沿的成分过冷区呈现月牙形，其大小与很多因素有关。此时，成分过冷区的特性与纯金属在负的温度梯度下的热过冷非常相似。可以按液固相界面前沿过冷区的大小分三种情况讨论：⑴当无成分过冷区或成分过冷区较小时，界面不可能出现较大的凸起，此时平界面是稳定的，合金以平面状生长，形成平面晶。⑵当成分过冷区稍大时，这时界面上凸起的尖部将获得一定的过冷度，从而促进了凸起进一步向液体深处生长，考虑到界面的力学平衡关系，平界面变得不稳定，合金以胞状生长，形成胞状晶或胞状组织。⑶当成分过冷区较大时，平界面变得更加不稳定，界面上的凸起将以较快速度向液体深处生长，形成一次轴，同时在一次轴的侧向形成二次轴，以此类推，因此合金以树枝状生长，最终形成树枝晶。 20. 纯金属晶体中主要的点缺陷类型是什么？试述它们可能产生的途径？ 答：纯金属晶体中，点缺陷的主要类型是空位、间隙原子、空位对及空位与间隙原子对等。产生的途径：⑴依靠热振动使原子脱离正常点阵位置而产生。空位、间隙原子或空位与间隙原子对都可由热激活而形成。这种缺陷受热的控制，它的浓度依赖于温度，随温度升高，其平衡态的浓度亦增高。⑵冷加工时由于位错间有交互作用。在适当条件下，位错交互作用的结果能产生点缺陷，如带割阶的位错运动会放出空位。⑶辐照。高能粒子（中子、α粒子、高速电子）轰击金属晶体时，点阵中的原子由于粒子轰击而离开原来位置，产生空位或间隙原子。 21. 简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力，并如何区分冷热加工？动态再结晶与静态再结晶后的组 织结构的主要区别是什么？ 答：一次再结晶的驱动力是基体的弹性畸变能，而二次再结晶的驱动力是来自界面能的降低。再结晶温
1 材料引言 玻璃——玻璃是由熔体过冷所制得的非晶态材料。 水泥——水泥是指加入适量水后可成塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能够将砂，石等材料牢固地胶结在一起的细粉状水硬性材料。 耐火材料——耐火材料是指耐火度不低于1580 摄氏度的无机非金属材料。 硅质耐火材料，镁质耐火材料，熔铸耐火材料，轻质耐火材料，不定形耐火材料。 高聚物——高聚物是由一种或几种简单低分子化合物经聚合而组成的分子量很大的化合物。 胶粘剂——胶粘剂是指在常温下处于粘流态，当受到外力作用时，会产生永久变形，外力撤去后又不能恢复原状的高聚物。 合金——合金是由两种或两种以上的金属元素，或金属元素与非金属元素形成的具有金属特性的新物质 固溶体——当合金的晶体结构保持溶质组元的晶体结构时，这种合金成为一次固溶体或端际固溶体，简称固溶体。 电子化合物——电子化合物是指具有一定（或近似一定）的电子浓度值，且结构相同或密切相关的相。 间隙化合物——由原子半径较大的过渡金属元素（Fe,Cr,Mn,Mo,W,V 等）和原子半径较小的非（准）金属元素（H,B,C,N,Si,等）形成的金属间化合物。 传统无机非金属材料——主要是指由SiO2 及其硅酸盐化合物为主要成分制成的材料，包括陶瓷，玻璃，水泥和耐火材料等。 新型无机非金属材料——是用氧化物，氮化物，碳化物，硼化物，硫化物，硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。 2 晶体结构 晶体——晶体是离子，原子或分子按一定的空间结构排列所组成的固体，其质点在空间的分布具有周期性和对称性，因而，晶体具有规则的外形。 晶胞——晶胞是从晶体结构中取出来的反应晶体周期性和对称性的重复单元。 晶体结构——晶体结构是指晶体中原子或分子的排列情况，由空间点阵+结构基元而构成，晶体结构的形式是无限多的。 空间点阵——空间点阵是把晶体结构中原子或分子等结构基元抽象为周围环境相同的阵点之后，描述晶体结构的周期性和对称性的图像。 晶面——可将晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的节点平面，这样的结点平面成为晶面。 晶面指数——结晶学中经常用（h k l）来表示一组平行晶面，成为晶面指数。 晶面族——在对称性高的晶体（如立方晶系）中，往往有并不平行的两组以上的晶面，它们的原子排列状况是相同的，这些晶面构成一个晶面族。 晶向族——晶体中原子排列周期相同的所有晶向为一个晶向族，用{u v w}表示。 晶带或晶带面——在结晶学中，把同时平行某一晶向[u v w]的所有晶面成为一个晶带