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1、- 1 - 材料科学基础复习重点知识点及典型例题一、简答题：1、测定扩散系数的方法。示踪原子扩散方法、化学扩散方法、弛豫方法、核方法。2、产生柯肯达尔效应的原因由于两种原子以不同速度相对扩散而造成标记面的漂移。3、影响扩散系数的因素：温度、晶体结构及固溶体类型、各向异性、第三组元、晶体缺陷、4、稳定化合物：是指具有一定的熔点，而且在熔点以下都能保持自身固有的结构而不发生分解的化合物。5、二元相图的几何规律：1.两个单相区只能交与一点，而不能交成线段、2.两个单相区之间，必定是一个由这两个单相构成的两相区、 3 三相共存区，必定是一条水平线，该水平线必须与由这3 个相组合而成的3 个两相区相邻、
2、4如果两个恒温转变中有两个是相同的相，那么在这两条水平线之间一定是由这两个相组成的两相区、5.两相区和单相区的分界线与三相等温水平线相交，则分界线的延长线进入另一个两相区，而不会进入单相区。6、相区接触法则 ：在二元系相图中，相邻相区中相的数目只能相差一个，这一规律称作相区接触法则。7、晶胞的选取原则1.几何形状与晶体具有同样的对称性、2.平面六面体内相等的棱与角的数目最多、3.当平行六面体棱间有直角时，直角数目最多、4.在满足上述条件下，晶包体积应最小。8、形成置换固溶体的条件和影响溶解度因素: 1.条件：溶质取代了溶剂中原子或离子所形成的固溶体、2 影响：原子或离子的尺寸的影响、晶体结构类
3、型的影响、电负性的影响、电子浓度的影响。9、碳对铁碳合金的组织与性能的影响:1.碳对铁碳合金平衡组织的影响：当含碳量增加时，使铁碳合金组成相的相对含量发生变化，从而导致不同性质的结晶。2.碳对合金机械性能的影响：当含碳量达到0.77%时，铁碳合金不仅具有较高的强度和硬度，也具有一定的塑性和韧性，当0.77%时，铁碳合金的塑性韧性降低。3.碳对合金工艺性能的影响：10、写出下列缺陷反应式：(1) CaCl2固溶在 NaCl 晶体中 (产生正离子空位，生成置换型SS) CaCl2+2NaCl CaNa+2Clcl+V Na(2) MgO 固溶在 Na2O 晶体中 (产生正离子空位，生成置换型SS)
4、 MgO+Na2O MgNa+Oo+V Na(3) Al2O3固溶在 MgO 晶体中 (产生正离子空位，生成置换型SS) Al2O3+3MgO 2Al Mg+3Oo+V ”Mg(4) YF3固溶在 CaF2晶体中 (产生正离子空位，生成置换型SS) 2YF3+3CaF2 2YCa+6FF+V”Ca(5) MgO 固溶在 ZrO2晶体中 (产生负离子空位，生成置换型SS) MgO+ZrO2 Mg ” zr+Oo+V o 11、材料科学基础材料科学基础 系统地介绍了材料科学的基础理论，探讨材料的共性和普遍规律。主要内容包括材料的结构，材料的凝固与相图，扩散，材料中铺缺陷，塑性变形、回复与再结晶等。
5、材料科学基础可作为高等院校材料类和机械类专业的学生及研究生的教科书和参考书，也可以为相关专业的学生及从- 2 - 事材料工作的科技工作者和工程技术人员提供参考。12、材料科学材料科学是自然科学的一个分支，它从事于材料本质的发现、分析和了解方面的研究，目的在于提供材料结构的统一描绘和模型，以及解释这种结构与性能之间的关系。13、合成的定义式什么，合成研究包括那些？指促使原子、分子结合而构成材料的化学与物理过程。合成的研究既包括有关寻找新合成方法的科学问题，也包括以适当的数量和形态合成材料的技术问题；既包括新材料的合成，也应包括已有材料的新合成方法（如溶胶-凝胶法）及其新形态（如纤维、薄膜）的合成
6、。14、制备：研究如何控制原子与分子使之构成有用的材料。这一点是与合成相同的，但制备还包括在更为宏观的尺度上或以更大的规模控制材料的结构，使之具备所需的性能和适用效能，即包括材料的加工、 处理、装配和制造。简而言之，合成与制备就是将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续过程。15、结构的定义式什么，包括那些方面？1.定义：结构是理解和控制性能的中心环节。2.包括 原子结构、原子的排列、相结构、显微组织、晶体中的结构缺陷。16、离子键的特点：离子键可用化学式表示、高熔点，结合力强，硬而脆、电子周围无自由电子、无方向性、传导性差17、共价键的特点 :具有饱和性符合8-n 定律、具有方向
7、性、结合力强，熔点高，硬、电子周围无自由电子、传导性差18、原子半径的影响因素：19、晶向指数建立步骤1.选定坐标系、 2 通过原点作一条直线，使其平行于待标定的晶向、3 在直线上任取一点P，求出 P 点在 3 个坐标系的坐标、4 取截距的最小整数比，去掉比例符号，用方括号括之。20、晶面指数的确定步骤：1.选定以晶轴为坐标轴的坐标系，要求坐标原点不在待标晶面上，各轴单位分别是单位平行六面体边长 a、b、c2.求出待标晶面在X、Y、Z 轴上的截距pa、qb、rc,截距系数为p、q、r3 取截距系数的倒数最小整数比、 4.去掉比例符号，以小括号括之。21、晶带定律晶带指数为【 uvw】时，晶带中
8、任何晶面指数（hkl）都能符合关系式：hu+kv+lw=0, 这种规律称为晶带定律。22、缺陷：晶体的某些区域总是存在原子或分子的不规则排列，这便是晶体结构缺陷23、热缺陷：热缺陷是由于晶体中的原子(或离子 )的热运动而造成的缺陷。24、非化学计量化合物：其各元素的原子（或离子）组成可以一定的比例范围内波动。它们的组成不符合化合价规则，不服从组成定律，不能用小的整数来表示，只能用小数描述。25、互扩散伴有浓度变化的扩散，与异类原子的浓度梯度有关，异类原子相对扩散，相互渗透。扩散物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。自扩散没有浓度变化的扩散，与浓度梯度无关。异扩散溶质原子在溶
9、剂金属中的扩散26、扩散通量指扩散物质在单位时间内通过单位截面积的质量。- 3 - 27、固相反应的特点：1、相界面 共格界面、半共格界面、肥共格界面2. 界面能、 3 应变能、 4 取向关系、 5.惯性面、 6 晶体缺陷29、固相反应的一般过程包括哪些：1、反应物颗粒间混合接触2、在颗粒表面发生反应3、形成细薄含大量结构缺陷的新相4、晶粒生长5、反应通过反应物的扩散而继续30、影响固相反应的因素：反应物化学组成与结构；反应物颗粒尺寸及分布的影响；反应温度压力、气氛；矿物剂及其它因素31、自由度(f)定义 :指：在平衡系统中独立可变的因素。33、何谓金属键？金属的性能与金属键的关系如何？定义：
10、金属正离子与自由电子之间的相互作用就构成了金属原子间的结合力金属键。关系：由于金属键存在自由电子，金属就具有高导电性和导热性，自由电子能吸收光波能量，产生突跃，从而表现出有金属光泽、不透明，另外，金属正离子以球型密堆积方式组成，晶体原子间可滑动，表现出有延展性，并说明金属键没有方向性和饱和性。34、定比例规则：从等边三角形的某一顶点向对边作一直线，则在线上的任一点表示对边两组分含量之比不变，而顶点组分的含量则随着远离顶点而降低。35、等含量规则： 在等边三角形中，平行于一条边的直线上的所有各点均含有相等的对应顶点的组成。36、杠杆规则 ：在三元系统中，一种混合物分解为两种物质(或两种物质合成为
11、一种混合物)时，它们的组成点在一条直线上，它们的重量比与其它组成点之间的距离成反比。37、连线规则 ：将界线 (或延长线 )与相应的连线相交，其交点是该界线上的温度最高，温度走向是背离交点38、切线规则： 将界线上的某一点所作的切线与相应的组成的连线相交，如交点在连线上，则表示界线上该处具有共熔性质；如交点在连线的延长线上，则表示界线上该处具有转熔性质，远离交点的晶相被回吸。39、重心规则 ：无变量点处于其相应副三角形的重心位，则为共熔点；无变量点处于其相应副三角形的交叉位，则为单转熔点；无变量点处于其相应副三角形的共轭位，则为双转熔点。40、三角形规则原始熔体组成点所在三角形的三个顶点表示的
12、物质即为其结晶产物； 与这三个物质相应的初晶区所包围的三元无变量点是其结晶终点。41、均匀形核 ：均匀（或均质）形核是指在均匀单一的液相中形成固相结晶核心的过程。42、什么是物理吸附、化学吸附，两者的区别. 物理吸附也称范德华吸附，它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起，化学吸附吸附质分子与固体表面原子 (或分子 )发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键的吸附，化学吸附是指在吸附过程中伴随着化学反应，物理吸附在吸附过程中则没有化学反应。一般来说，化学吸附是不可逆的，物理吸附可逆44、马氏体相变的基本特征？1.无扩散性2.切变性，即由母相变为新相的晶格改组过程是以切变方式进行的3.具有一定的
13、晶体学位相关系的惯习面，即共格切变4.转变在一定的温度范围内进行5.快速转变，一般不需要孕育期6.转变不完全，会留有相当数量的残余奥氏体45、范得华力来源三方面： 1.静电力、 2.诱导力、 3.色散力。46、鲍林的具体内容有哪些？ 一个原子轨道最多只能容纳两个电子，且这两个电子自旋方向必须相反47、肖脱基空位 ;弗兰克尔空位 。肖脱基空位：离位原子迁移到外表面或内界面处称为肖脱基空位弗兰克尔：离位原子迁移到晶体点阵的间隙中称为弗兰克尔空位- 4 - 48、由于能量起伏和原子热振动，点缺陷将不断产生、运动和消亡，点缺陷是热力学稳定的缺陷。49、晶体缺陷按几何组态可分哪几类？1.点缺陷、 2.线
14、缺陷、 3.面缺陷。50、获得过饱和点缺陷的方法哪些。1.淬火法、 2.辐射法、 3.塑性变形。51、试阐述粉体材料与人类社会的关系及其在各领域中的应用从材料古代文明、现代文明、社会发展、日常生活等方面进行论述材料、信息、能源归为现代文明的三大支柱，信息技术、生物技术和新型材料作为新的技术革命的重要标志。先进材料是社会现代化的先导. 材料是人类文明的物质基础，从远古的石器时代到青铜器时代，然后再进入铁器时代，每一种新材料的出现和使用，都伴随着生产力和科学技术的发展，标志着人类文明的进步。材料又是社会现代化的物质基础与先导，特别是先进材料的研究、开发与应用反应着一个国家科学技术与工业水平。在人类
15、的生活和生产中，材料是必需的物质基础。人们的衣食住行，无一不与材料密切相关。材料的发展水平直接影响人们的生活。52、稳态扩散：指在扩散系统中， 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。53、材料科学与工程中的许多现象 烧结、氧化、蠕变、沉淀、化学热处理以及许多相变过程都与扩散密切相关54、共价键的本质是什么，共价键理论包括那些理论？本质：党原子相互靠近时，原子轨道发生作用，组成新的分子轨道，引起原子间电子分布情况发生变化，使两原子聚集程度变大，电子云密度增加，体系能量降低，形成稳定的化学键，称为共价键。包括：价键理论、分子轨道理论和杂化轨道理论。55、相
16、图狭义 :相图（ Phase diagram ），也称相态图、相平衡状态图，是用来表示相平衡系统的组成与一些参数（如温度、压力）之间关系的一种图。它在物理化学、矿物学和材料科学中具有很重要的地位。广义 :相图是在给定条件下体系中各相之间建立平衡后热力学变量强度变量的轨迹的稽核表达，相图表达的是平衡态， 严格说是相平衡图。采用的热力学变量不同构成不同的相图。材料学工作者最关心的是凝聚态。简单的相图如水的图（见上图），从中可以很容易地读出水的三相点、临界点等信息。图中的分隔线称为“ 两相平衡线 ” ，所划出的范围表示单相区（双变量系统），两个变量可以同时在一定范围内改变而无新相出现。常见的二组分系统相图有压力-组成图、温度 -组成图、蒸汽压 -液相组成图、溶解度图（温度-组成） 、低共熔混合物相图等。56、组元通常指构成材料的最简单、最基本、可以独立存在的物质。57、配位数 Z :定义； Z 反映了晶体中原子排列第紧密程度。Z 越大，晶体排列得越紧密。58、二元相图的分析方法;1.先看相图中是否存在稳定的化合物，如果有稳定化
