《2013级材料科学基础复习参考材料(1)剖析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013级材料科学基础复习参考材料(1)剖析（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2012级材料科学基础复习参考材料第一部分 名词解释第2章2-1 Crystalline and Non-crystalline 结晶态与非晶态 (31,62，64)非晶态是一种过冷液态，不是有长程有序，但因为它相对于液体熔点有很大的过冷，所以原子是定域化的2-2 Single crystalline materials and polycrystalline materials 单晶与多晶材料 ( 62)For a crystalline solid, when the periodic and repeated arrangement of atoms is perfect or exte
2、nds throughout the entirety of the specimen without interruption, the result is a single crystal.Most crystalline are composed of a collection of many small crystals or grains,such materials are termed polycrystalline.2-3 Crystal structure, point lattice and unit cell 晶体结构、空间点阵、单位晶胞 （ 1315）晶体结构是指晶体中
3、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。单位晶胞是一个从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的重复单元。2-4 Direction indices and plane indices 晶向指数与晶面指数晶体中各种方位上的原子面叫晶面，表示晶面的符号叫晶面指数晶体中各个方向上的原子列叫晶向，表示晶向的符号叫晶向指数2-5 Coordination number and coordination polyhedron配位数与配位多面体 ( 34，35，
4、38-40,46)配位多面体：晶体结构中，使与某一原子或离子成配位关系的各个原子或离异离子的中心连线所构成的几何多面体，称为该原子或离子的配位多面体2-6 Isotropic and anisotropic 各向同性与各向异性 （63）各向同性：物体的物理、化学等方面的性质不会因方向的不同而有所变化的特征各向异性：材料在各方向的力学和物理性能呈现差异的特性2-7 Polymorphism and isomorphism同质多晶和类质同晶像 （p49）化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下结晶成结构不同的晶体的现象称为同质多晶现象，化学组成不同的晶体，具有相似的化学式和相同晶形的现象，称为类质
5、同晶像2-8 Fluorite type structure and Anti- fluorite type structure萤石型结构与反萤石型结构F-填充在八个小立方体中心，8个四面体全被占据，八面体全空（有1+12*1/4=4个八面体空隙，其中有12个位于棱的中点，为4个晶胞所共用，1个位于体心)反萤石型结构中，阳离子与阴离子的位置相较于萤石型(CaF2)完全相反。碱金属离子占据F离子的位置，氧负离子占据Ca2+的位置。2-9 Spinel type structure and anti-spinel type structure尖晶石型结构与反尖晶型结构在尖晶石结构中，如果A离子占据
6、四面体空隙，B离子占据八面体空隙，则称为正尖晶石。反之，如果半数的B离子占据四面体空隙，A离子和另外半数的B离子占据八面体空隙，则称为反尖晶石。2-10 Reconstruction transformation and displacement transformation 重建性转变和位移性转变 (重建性转变：不能简单的通过原子位移来实现，转变前后结构差异大，必须破坏原子间的键，形成一个具有新键的结构位移性转变：位移性转变仅仅是结构畸变，转变前后结构差异较小。转变时，并不打开任何键，或改变最终的临近配位数，只是原子的位置发生少许位移，使次级配位有所改变。第6章6-1 Reversible
7、phase transformation and irreversible phase transformation 可逆多晶转变与不可逆多晶转变6-3 Congruent transformation (melt) and incongruent transformation (melt)一致转变（熔融）与不一致转变（熔融）(301)6-4 Independent crystallization 独立析晶第7章7-1 Steady-state diffusion and non-steady-state diffusion稳定（态）扩散与不稳定（态）扩散 (130)稳态扩散：在稳态扩散过程中
8、，扩散组元的浓度只随距离变化，而不随时间变化非稳态扩散：扩散组元的浓度不仅随距离x变化，也随时间变化的扩散称为非稳态扩散。7-2 Self-diffusion and inter-diffusion自扩散与互扩散 (127)7-3 Vacancy diffusion and interstitial diffusion 空位扩散和间隙扩散 （129）间隙扩散：这是原子扩散的一种机制，对于间隙原子来说，由于其尺寸较小，处于晶格间隙中，在扩散时，间隙原子从一个间隙位臵跳到相邻的另一个间隙位臵，形成原子的移动。7-4 Intrinsic diffusion and extrinsic diffusi
9、on本征扩散与非本征扩散第二部分 综合、简答题第3章3.1 影响置换型固溶体形成的因素有哪些？Explain the factors affecting the formation of substitutional solid solution（1）离子尺寸：15%规律：1.（R1-R2）/R115%不连续。2.40%不能形成固熔体。（2）离子价：电价相同，形成连续固熔体。（3）晶体结构因素：基质，杂质结构相同，形成连续固熔体。（4）场强因素。（5）电负性：差值小，形成固熔体。差值大形成化合物。3.2 影响间隙型固溶体形成的因素有哪些？Explain the factors affectin
10、g the formation of interstitial solid solution （1）杂质质点大小：即添加的原子愈小，易形成固溶体，反之亦然。（2）晶体（基质）结构：离子尺寸是与晶体结构的关系密切相关的，在一定程度上来说，结构中间隙的大小起了决定性的作用。一般晶体中空隙愈大，结构愈疏松，易形成固溶体。（3）电价因素：外来杂质原子进人间隙时，必然引起晶体结构中电价的不平衡，这时可以通过生成空位，产生部分取代或离子的价态变化来保持电价平衡。3.3 从化学组成、相组成考虑，试比较固溶体与化合物、机械混合物的差别。 Explain the differences between soli
11、d solution, compounds and mixtures in view of their chemical and phase composition.固溶体机械混合物化合物形成原因以原子尺寸“溶解”生成粉末混合原子间相互反映生成相数均匀单相多相单相均匀化学计量不遵守定比定律遵守定比定律化学组成不确定有几种混合物就有多少化学组成确定3.4 试阐明固溶体、晶格缺陷和非化学计量化合物三者之间的异同点，列出简明表格比较 Explain the similarities and differences of solid solutions, crystal defects and non
12、-stoichiometric materials.固溶体、晶格缺陷、非化学计量化合物都是点缺陷，是晶体结构缺陷，都是单相均匀的固体，结构同主晶相。热缺陷本征缺陷；固溶体非本征缺陷；分类形成原因形成条件缺陷反应化学式溶解度、缺陷浓度热缺陷肖特基弗伦克尔热起伏T0kO+MMMi+MXMX只受温度控制固溶体无限，有限，置换，间隙搀杂溶解大小，电负性，电价，结构无：受温度控制有：搀杂量固溶度受固溶度控制非化学计量化合物阳缺阴间阳间阴缺环境中气氛性质和压力变化Fe1-xOUO2+xZn1+xOTiO2-Xh3.5 非化学计量化合物有何特点？为什么非化学计量化合物都是n型或p型半导体材料？Explain
13、 the characteristics of non-stoichiometric materials. Why most non-stoichiometric materials are n-type or p-type semiconductors?非化学计量化合物的特点：非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关；可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体；缺陷浓度与温度有关，这点可以从平衡常数看出；非化学计量化合物都是半导体。由于负离子缺位和间隙正离子使金属离子过剩产生金属离子过剩（n型）半导体，正离子缺位和间隙负离子使负离子过剩产生负离子过剩（p型）半导体。3.6 如果增大周
14、围氧气的分压，非化学计量化合物Fe1-xO和Zn1+xO的密度将会发生怎样的变化，为什么？（导出密度与氧分压的关系式） Work out the mathematical expression for the relationship between the densities of Fe1-xO and Zn1+xO crystalline materials and the oxygen pressure.解：Zn（g）Zni+eZn（g）+1/2O2=ZnOZni+e+1/2O2ZnOZnO=ePO2ZniO2（g）OO+VFe+2hk=OOVFeh/PO21/2=4OOVFe3/PO2
15、1/2VFePO2-1/6，PO2VFe3.7 说明为什么只有置换型固溶体的两个组分之间才能相互完全溶解，而填隙型固溶体则不能。Explain why it is possible to form complete sutstitutional solid solutions, whereas the formations of complete interstitial solid solutions are impossible.（1）晶体中间隙位置是有限的，容纳杂质质点能力10%；（2）间隙式固溶体的生成，一般都使晶格常数增大，增加到一定的程度，使晶格变得不稳定而离解；置换固溶体形成是同号离子交换位置，不会对接产生影响，所以可形成连续固溶体。3.8 材料科学基础 习题 3.7， 即 例 3.1和3.2Show the defects reaction equations for the following re
