第一章
1、名词解释：离子键、金属键、共价键、范德瓦耳斯键
离子键：通过两个或多个原子得到或失去电子而成为离子形成的键称为离子键金属键：金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键称为金属键
共价键：由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的键称为共价键
范德瓦耳斯键：分子中由于共价电子的非对称分布，使分子的某一部分比其他部分更偏于带正电或带负电。一个分子的带正电部分会吸引另一个分子的带负电部分，这种结合力称为分子键或范德瓦耳力。
2、下列物质含有何种键：黄铜（brass）、橡胶、金刚石（diamond）、
SiO2、单晶Si、NaCl、NH3
黄铜：金属键，橡胶：；金刚石：共价键
SiO2：共价键；单晶Si：共价键； NaCl：离子键；NH3：氢键
第二章
1.立方晶系中晶面和晶向指数的标定:important !
(hkl) [uvw]
2.晶面族和晶向族: {hkl}
3.立方晶系中晶面间距d与点阵常数a的关系
4.在立方晶系中画出(123)， (200)， (112)， (102)晶面
5.在立方晶系中画出[111]， [234]， [110]， [102]晶向
第三章
1、解释以下基本概念
肖脱基空位、弗仑克尔空位、刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错密度、位错的滑移及攀移、弗兰克-瑞德源、位错反应、扩展位错、表面能、界面能、重合位置点阵、对称倾侧晶界、非共格晶界。
肖脱基空位：脱离平衡位置的原子迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置，而使晶体内部留下空位，称为肖脱基空位。
弗仑克尔空位：脱离平衡位置的原子挤入点阵的间隙位置，而在晶体中同时形成数目相等的空位和间隙原子，称为弗仑克尔空位。
刃型位错：在一个完整晶体的上半部插入一多余的半原子面，它终止于晶体的内部，好像一把刀刃插入晶体中，使上下两部分晶体之间产生了原子错排，称为刃型位错。
螺型位错：位错线附近的原子按螺旋形排列的位错
柏氏矢量：采用伯氏回路来定义位错，借助一个规定的矢量揭示位错的本质，这个矢量即为伯氏矢量。
位错的滑移：在外加切应力的作用下，通过位错中心附近的原子沿伯氏矢量方向在滑移面上不断地作少量的位移
位错的攀移：位错在垂直于滑移面的方向上的运动
弗兰克-瑞德位错源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。
位错密度：单位体积晶体中所含的位错线的总长度
位错反应：位错之间的相互转化（分解或合并）称为位错反应
扩展位错：一个全位错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的整个位错组态称为扩展位错。
表面能：晶体表面单位面积自由能的增加称为表面能
γ = dW/ds
界面能：晶界上原子畸变引起的系统自由能的升高，它等于界面区单位面积的能量减去无界面时该区单位面积的能量，单位：J/m2
重合位置点阵：当两个相邻晶粒的位相差为某一值时，若设想两晶粒的点阵彼此通过晶界向对方延伸，则其中一些原子将出现有规律的相互重合。由这些原子重合位置所组成的比原来晶体点阵大的新点阵，称为重合位置点阵。
对称倾侧晶界：晶界两侧晶体互相倾斜，晶界的界面对于两个晶粒是对称的，其晶界视为一列平行的刃型位错组成。
非共格晶界：当两相邻晶体在界面处的晶面间距相差很大时，这种相界与大角度晶界相似，可看成是由原子不规则排列的薄过渡层构成
2、计算Fe在 850o 时，每立方米体积中的空位数。已知Fe在850o 时的空位形成能、密度及原子重量分别为1.08 eV/atom、7.65 g/cm
3、55.85
g/mol。
（1） AB:右螺型；BC：正刃型； CD：左螺型；DA：负刃型
（2）在τ的作用下，位错环上部分晶体将不断沿着x轴方向（即b的方向）运动，下部分晶体则反向（沿-x轴方向）运动。这种运动必然伴随着位错环的各边向环的外侧运动，即AB、BC、CD和DA四段位错分别沿着-z、x、z和-x轴方向运动，从而导致位错环扩大。
（3）在σ的作用下，在滑移面上方的BC位错的半原子面和在滑移面下方的DA 位错的半原子面将扩大，即BC位错沿-y轴运动，DA位错沿y轴运动。而AB和CD为螺型位错，不运动。
第四章
概念：
自扩散，互扩散，间隙扩散，空位扩散，下坡扩散，上坡扩散，稳态扩散，非稳态扩散，柯肯达尔效应，体扩散，表面扩散，晶界扩散，扩散机制，影响扩散的主要因素
自扩散：当扩散不依赖于浓度梯度，仅由热振动而引起时，则称为自扩散
互扩散：A组分的质量扩散通量与B组分的质量扩散通量的大小相等,方向相反,这种扩散称为互扩散
间隙扩散：原子从一个晶格中间隙位置迁移到另一个间隙位置。
空位扩散：从能量上比较，原子最常见、最易进行迁移的。
下坡扩散：组元从高浓度向低浓度处迁移
上坡扩散：溶质原子朝浓度梯度相反的方向迁移，即从低浓度区向高浓度区进行所谓“逆扩散”，使合金发生区域性的不均匀。例：晶界偏聚、沉淀相析出等。
下坡扩散和上坡扩散的热力学因子判别条件，决定组元扩散的基本因素是化学势梯度, 不管是上坡扩散还是下坡扩散,其结果总是导致扩散组元化学势梯度的减小, 直至化学势梯度为。
稳态扩散：是指在扩散系统中，任一体积元在任一时刻，流入的物质量与流出的物质量相等，即任一点的浓度不随时间变化。
非稳态扩散：非稳态扩散-物体中各处的浓度随时间改变的扩散过程, 即dC/dt ≠0。大部分扩散过程都属于非稳态扩散。
柯肯达尔效应：在置换式固溶体中，由于两种原子以不同的速度相对扩散而造成标记面漂移的现象
体扩散：原子在晶体内部的扩散过程
表面扩散：指原子、离子、分子以及原子团在固体表面沿表面方向的运动。当固体表面存在化学势梯度场，扩散物质的浓度变化或样品表面的形貌变化时，就会发生表面扩散。
晶界扩散：熔化的钎料原子沿着母材金属的结晶晶界的扩散现象称为晶界扩散。
扩散机制：空位扩散和间隙扩散
影响扩散的主要因素：
①温度和压力。温度升高空位浓度增大，高能原子增多。
②组元特性。例如，原子尺寸差异大则扩散容易。原子间亲和力大则扩散难。
③组元浓度。通过Q和D0两个参数起作用的。
④第三组元。与扩散物质的相互作用影响扩散。
⑤晶体结构：
⑥晶体缺陷。缺陷处空位密度高，激活能低。一般表面扩散激活能约为点阵扩散的0.5倍以下，晶界扩散、核位错扩散激活能是点阵扩散的
0.6~0.7。
第五章
1.比较塑性变形的两种基本形式：滑移与孪生的异同点
滑移是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象；孪生是指晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对于另一部分所发生的切变。
主要区别：A、孪生通过晶格切变使晶格位向改变，使变形部分与未变形部分呈镜面对称；而滑移不引起晶格位向改变。
B、孪生时，相邻原子面的相对位移量小于一个原子间距；而滑移时滑移面两侧晶体的相对位移量是原子间距的整数倍。
C、孪生所需要的切应力比滑移大得多，变形速度大得多。
2.滑移的位错机制
滑移是借助于位错在滑移面上运动来逐步进行的；晶体的滑移必在一定外力作用下才能发生，说明位错运动要克服阻力，该阻力来自点阵阻力，称为派纳P —N力，其大小为：
τP-N = 2Gexp(-2пW/b)/(1-ν) τP-N与位错的宽度W呈指数关系，滑移面间距d增大，w[=d /(1-ν)]增大，或滑移方向上原子间距b减小，则τP-N下降，滑移阻力小, 滑移容易进行。
3.多晶体塑性变形的特点
①各晶粒变形的不同时性：
②各晶粒变形的相互协调性：
a) 面心立方金属塑性好
b) 密排六方金属塑性差冷加工困难
③各晶粒塑性变形量不均匀：
4.细晶强化与Hall-Petch 公式。
5.形变织构与残余应力
形变织构：是晶粒在空间上的择优取向
残余应力：第一类内应力：宏观残余应力，由整个物体变形不均匀引起。
第二类内应力：微观残余应力，由晶粒变形不均匀引起。
第三类内应力：点阵畸变，由位错、空位等引起。80-90%。
6.再结晶温度及影响因素。
再结晶温度：冷变形金属开始进行再结晶最低温度。
测定方法：金相法，硬度法
影响因素：
（1）变形程度（2）原始晶粒尺寸（3）微量溶质原子（4）第二相粒子（5）再结晶退火工艺参数
7.影响再结晶晶粒大小的因素
再结晶晶粒的平均直径d与形核率及长大速度之间的关系：式5.30。
影响再结晶后晶粒大小的因素：
1）变形程度的影响：变形度很小时，晶粒尺寸为原始晶粒尺寸；临界变形度εc时，晶粒特别粗大，一般金属ε c =2～8% ;当变形度大于εc时，随变形度增加，晶粒逐渐细化。
2）退火温度：T升高，再结晶速度快，εc值变小。
3）原始晶粒尺寸：当变形度一定时，原始晶粒越细，D越小。
4）微量溶质原子和杂质元素：一般都能起细化再结晶晶粒的作用。
8.晶粒的正常长大及其影响因素
晶粒的正常长大：均匀长大，方式是通过大晶粒吞食小晶粒，晶界向曲率中心的方向移动进行的。
影响因素：
(1) 温度；T 升高，晶粒长大速度也越快，越易粗化。平均晶粒直径与温度关系如式5.34
(2) 分散相微粒：当合金中存在第二相微粒时,粒子对晶界的阻碍作用使晶粒长大速度降低。
(3)晶粒间位向差：一般小角度晶界或具有孪晶结构的晶界迁移速度很小；大角度晶界迁移速度一般较快。
(4)杂质与微量元素：阻碍晶界的迁移。
9.热加工与冷加工的判据及各自特点
冷加工---在再结晶温度以下的变形加工.
热加工—在再结晶温度以上的变形加工.
热加工对组织性能的影响：
1)改善铸造状态的组织缺陷，提高材料的致密性和力学性能。
2)形成加工流线，出现各向异性。流线指动态再结晶形成等轴晶粒而夹杂物(或第二相)仍沿变形方向呈流动状的纤维组织。顺流线方向比横向具有更高的力学性能。
3)形成带状组织
4)控制热加工工艺，以获得细小的晶粒组织。
名词解释：
包申格效应：指材料经预先加载产生少量塑性变形，然后同向加载则σe升高,反向加载则σe降低的现象。 (应变疲劳)
弹性滞后：由于应变落后于应力，在应力—应变曲线上加载线与卸载线不重合而形成一封闭回路。
滑移线：滑移线实际上是在晶体表面产生的小台阶。
滑移带：是由一系列相互平行的更细的线组成的。
交滑移：在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，这种滑移称为交滑移。
软取向和硬取向：
软取向：晶体中有些滑移系与外力的取向接近45o角，处于易滑移的位向，具有较小的σs值，称为“软取向”。通常是软取向的滑移系首先滑移
硬取向：晶体中有些滑移系与外力取向偏离45o很远，需要较大的σs值才能滑移，称为硬取向。
滑移、孪晶和扭折：
金属和合金有哪几种强化方法？其原理是什么？
固溶强化、细晶强化、加工硬化、弥散强化
固溶强化：随溶质含量的增加，固溶体合金的强度和硬度提高，塑性和韧性降低。机制：是溶质原子对位错的运动起了钉扎作用，从而阻碍了位错运动。细晶强化：随合金组织的晶粒逐渐变细，合金的强度和硬度提高，塑性和韧性也提高。机制：金属晶粒越细，晶界总面积越大，位错障碍越多，使金属塑性变形的抗力越高，所以，强度、硬度越高。
弥散强化：合金中第二相颗粒越细，分布越均匀，合金的强度、硬度越高，塑性、韧性略有下降。机制：是第二相颗粒阻碍了位错的运动，提高了变形抗力。
加工硬化：随冷塑性变形的增加，合金的强度和硬度提高，塑性和韧性降低。机制：随变形量增加, 位错密度增加，由于位错之间的交互作用(堆积、缠结)，使得位错难以继续运动，从而使变形抗力增加。
第六章
相，组元
f=c-p+1
超临界状态：物质的压力和温度同时超过它的临界压力(pc)和临界温度(Tc)的状态，或者说，物质的对比压力(p/pc)和对比温度(T/Tc)同时大于1的状态称为该物质的超临界状态。
三个起伏
结构起伏：液体的原子排列是长程无序、短程有序，这种短程原子集团不是固定不变的，它是一种此消彼长、瞬息万变、尺寸不稳定的结构，这种现象称为结构起伏（229）
能量起伏：指体系中每个微小体积所实际具有的能量，会偏离体系平均能量水平而瞬时涨落的现象。（232）
成分起伏：在熔融状态的合金中,在某一微区某一瞬时内浓度呈现不同于平均浓度的周期性变化的现象。亦可称为浓度起伏，成分涨落，浓度涨落等。
成分起伏，结构起伏，能量起伏为金属形核的三个必备条件。
凝固时相变驱动力和阻力（231）
驱动力：当过冷液体中出现晶胚时，一方面，由于在这个区域中原子由液态的聚集状态装变为晶态的排列状态，使体系内自由能降低。
阻力：由于晶胚构成新的表面，又会引起表面自由能的增加。
过冷度：△T= Tm-T，纯金属结晶温度T总低于平衡结晶温度Tm,称为过冷。
临界形核功：过冷度大于一定值时，才可能形核，这个过冷度称为形核临界过冷度。均匀形核的临界过冷度约为0.2Tm，非均匀的为0.02Tm
简答题：
1、简述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量条件及结构条件
热力学条件：实际凝固温度应低于熔点，即需要过冷度。
动力学条件：动态过冷DTk>0。
能量条件：能量起伏来提供。
结构条件：结构起伏为液-固界面前沿液体的温度T 2、凝固后细化晶粒的方法有哪些？ 增加过冷度、加入形核剂、振动 第七章 两相混合物两相相对量的确定。 固溶体的平衡凝固和非平衡凝固。 共晶合金的平衡凝固与组织组成体，组成相的相对量计算。共晶合金非平衡组织类型（伪共晶和离异共晶）。 包晶合金凝固机制及不完全性。 铸锭三晶区。 铸锭缺陷 铁碳合金相图
相关主题
文本预览