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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料科学基础刘智恩第三版课后答案材料科学基础复习要点一、主要内容1.工程材料中的原子排列原子键合，工程材料种类；原子的规则排列：晶体结构与空间点阵，晶向及晶面的特点及表示，金属的晶体结构，陶瓷的晶体结构。原子的不规则排列：点、线、面缺陷的类型及特征，位错的弹性性质，实际晶体中的位错。2.固体中的相结构固溶体：分类、性能及影响固溶度的因素；金属间化合物：分类、性能及特征；陶瓷晶体相：分类、结构、性能及特征；玻璃相：性能、特征及形成条件。3.凝固与结晶结晶的基本规律；结晶的基本条件；晶核
2、的形成：形核能量变化，临界晶核，形核功，形核率；晶体的长大：长大条件，液固界面结构，长大机制，温度梯度，晶体形态；凝固理论的应用。4.二元相图：相图的基本知识；二元匀晶相图、共晶相图及包晶相图：二元合金的平衡凝固及非平衡凝固，凝固过程中的成分变化及偏析，成分过冷与固溶体组织，共晶体形成机理及其形态，杠杆定律；二元相图的分析方法，其他类型二元相图及其应用；Fe-C相图分析及平衡凝固；铸锭组织与偏析。5.材料中的扩散：扩散定律及其应用；扩散的微观机理，影响扩散的因素；扩散的热力学理论；反应扩散。6.塑性变形：单晶体的塑性变形；多晶体的塑性变形；合金的塑性变形；冷变形金属的组织与性能。7.回复与与结
3、晶：冷变形金属在加热时的变化；回复：机制，热力学，动力学，应用，影响因素；再结晶：机制，热力学，动力学，应用，影响因素；再结晶后晶粒长大：机制，热力学，动力学，应用及组织控制，影响因素；金属的热变形，超塑性。二、参考书目1.材料科学基础，胡庚祥，蔡珣，上海交通大学出版社，XX2.材料科学基础，刘智恩，西北工业大学出版社XX3.材料科学基础，石德珂，西安交通大学出版社，XX4.材料科学基础，潘金生，仝健民，清华大学出版社，1998材料科学基础复习纲要重要概念-键合、工程材料-晶体、非晶体、各向异性-点阵、晶体结构、晶胞、晶系、布拉菲点阵、晶面指数、晶向指数、晶面族、晶向族-晶格常数、晶胞原子数、
4、配位数、致密度、间隙-堆垛、密排面、密排方向、堆垛次序、堆垛方向-缺陷、点缺陷、刃位错、螺位错、混合位错-柏氏矢量、滑移矢量-位错密度-滑移、攀移、交滑移、交割、割阶、扭折、塞积-位错应力场、应变能、线张力、位错线上的力-位错增殖、位错源-全位错、不全位错、堆垛层错、位错反应-晶界、相界、界面能、大角度晶界、小角度晶界、孪晶界-相、固溶体、置换固溶体、间隙固溶体-金属间化合物、玻璃相-凝固、结晶、短程有序、长程有序-结构起伏、能量起伏、成分起伏-过冷度、形核过冷度、动态过冷度、临界过冷度、有效形核过冷度-均匀形核、非均匀形核、晶核、临界晶核、临界形核功、形核率-光滑界面、粗糙界面、垂直长大、横
5、向长大、温度梯度、树枝状-平衡转变、非平衡转变、正常凝固-匀晶、共晶、包晶、共析、包析、脱溶转变-平衡分配系数、有效分配系数-微观偏析、宏观偏析-亚共晶、共晶、过共晶、伪共晶、离异共晶、非平衡共晶、包晶转变不完全性-铁素体、奥氏体、珠光体、莱氏体、渗碳体、工业纯铁、钢、铸铁-液相线、固相线、液相面、固相面、中间面、液相平均成分线、固相平均成分线-浓度三角形-垂直截面、水平界面、投影图-扩散、空位扩散、间隙扩散、稳态扩散、非稳态扩散-扩散系数、扩散激活能、扩散通量、迁移率-上坡扩散、反应扩散-滑移、滑移线、滑移带、滑移方向、滑移面、滑移系、临界分切应力、取向因子、吕德斯带-柯氏气团、屈服、应变时
6、效-细晶强化、固溶强化、复相强化、弥散强化、加工硬化-纤维组织、带状组织、流线、位错胞、变形亚结构、织构-回复、再结晶、晶粒长大-低、中、高温回复，多边化，去应力退火-再结晶温度、再结晶退火-临界变形度、热蚀沟、再结晶图-动态回复、动态再结晶，热变形-复合材料、基体、增强体、界面各章知识要点一、工程材料中的原子排列原子键合?原子键合的种类、特点、典型例子?工程材料的分类及其主要键合类型?键合的多重性原子的规则排列?晶体的特点、晶体结构、点阵?晶系、布拉菲点阵?晶面指数、晶向指数及其特点，晶面族、晶向族?晶面间距?典型金属结构?多晶型性、同素异晶转变?陶瓷晶体结构原子的不规则排列?缺陷的种类?点
7、缺陷的种类?空位的平衡浓度?点缺陷对晶体性能的影响?位错的类型、特点?柏氏矢量?位错的运动方式、特点?位错的力学性能?位错的交互作用?位错增殖?实际晶体中的位错?位错反应?面缺陷二、固体中的相结构固溶体-固溶体的概念、分类-影响固溶度的因素-固溶体的均匀性-固溶体的性能金属间化合物-化合物的概念、分类-化合物的性能陶瓷晶体相-陶瓷的概念、特征玻璃相-陶瓷的概念、形成条件三、凝固金属结晶的基本规律-微观规律-宏观规律金属结晶的基本条件-热力学条件-动力学条件晶核的形成-形核的方式-结晶时的体系能量变化-形核的驱动力和阻力-临界晶核的概念-临界晶核半径及其计算-临界形核功及其计算-形核率-两种形核
8、方式的比较晶体的长大-液固界面的微观结构-晶体的长大机制-温度梯度-晶体长大的形态凝固理论的应用-铸锭晶粒组织及其控制-单晶体的制备-定向凝固-非晶合金的制备-微晶合金的制备四、相图相、相平衡及相图制作-相的定义-相平衡的定义-成分的表示方法-相图的制作方法匀晶相图-相图分析-成分变化-成分过冷-固溶体形貌共晶相图-相图分析-共晶转变特点-典型合金的结晶过程-成分变化-共晶形成机理-共晶体形貌特征-杠杆定律计算包晶相图-相图分析-包晶转变特点-典型合金的结晶过程-成分变化-包晶形成机理-杠杆定律计算其它相图-相图分析方法、步骤-典型合金的结晶过程-成分变化-杠杆定律计算Fe-C相图-相图分析-
9、典型合金的平衡结晶过程-成分变化-典型合金的名称-杠杆定律计算铸锭组织与偏析-偏析的类型三元合金相图-成分表示法-三元匀晶相图-三元匀晶相图-三元匀晶相图平衡结晶过程-简单三元共晶相图-简单三元共晶相图-简单三元共晶相图平衡结晶过程五、材料中的扩散扩散定律及其应用-扩散第一定律及其应用条件-扩散第二定律及其应用条件扩散的微观机理-扩散的微观机理-原子热运动对扩散的影响-晶态、非晶态化合物中的扩散扩散的热力学理论-扩散的驱动力-上坡扩散-扩散系数反应扩散-反应扩散陶瓷的概念、特征扩散的影响因素-影响因素及其机理六、塑性变形应力应变曲线-工程应力应变曲线、真应力应变曲线及二者差别-强度及塑性指标，
10、硬化系数单晶体的塑性变形-滑移现象-滑移系-临界分切应力-滑移的微观机理-晶体的转动、多滑移、交滑移及滑移线形貌-孪生的概念、特点材料科学基础考试大纲一、考试内容1工程材料中的原子排列原子键合，工程材料种类；原子的规则排列：晶体结构与空间点陈，晶向及晶面的特点及表示，金属的晶体结构，陶瓷的晶体结构。原子的不规则排列：点、线、面缺陷的类型及特征，位错的弹性性质，实际晶体中的位错。2固体中的相结构固溶体的分类、性能及特征金属间化合物的分类、性能及特征；玻璃相性能及特征。3凝固与结晶结晶的基本规律、基本条件；晶核的形成与长大；结晶理论的应用。4二元相图相图的基本知识；二元匀晶相图及固溶体的结晶，共晶
11、相图及共晶转变，包晶相图及包晶转变；二元相图的分析方法，其他类型二元相图及其应用，相图的热力学基础。5固体中的扩散：扩散定律及其应用；扩散的微观机理，影响扩散的因素；扩散的热力学理论；反应扩散。6塑性变形：单晶体的塑性变形；多晶体的塑性变形；合金的塑性变形；冷变形金属的组织与性能，超塑性。7回复与与结晶：冷变形金属在加热时的变化；回复机制；再结晶及再结晶后的晶粒长大；金属的热变形。二、参考书目1.材料科学基础，刘智恩，西北工业大学出版社，XX2.材料科学基础，胡庚祥，蔡珣，上海交通大学出版社，XX3.材料科学基础，石德珂，西安交通大学出版社，XX4.材料科学基础，潘金生，仝健民，清华大学出版社
12、，1998XX年西北工业大学硕士研究生入学试题一、简答题：1、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？2、请简述影响扩散的主要因素有哪些。3、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？4、有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？5、合金强化途径有哪些？各有什么特点？二、计算、作图题：1、求11和20两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。2、氧化镁具有NaCl型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。问：r2?r若其离子半径Mg=，O2?，则其原子堆积密度为多少？r2?r如果Mg/O2?，则原子堆积密度是否改变？3、已知液态纯镍在105Pa，过冷度为319K时发生均匀形核，设临界晶
13、核半径为1nm，纯镍熔点为1726K，熔化热Hm18075J/mol，摩尔体积Vs/mol，试计算纯镍的液固界面能和临界形核功。4、图示为Pb-Sn-Bi相图投影图。问：写出合金Q凝固过程及室温组织；计算合金室温下组织组成物的相对含量。5、有一钢丝包复一层铜。若已知钢的屈服强度st280MPa，弹性模量Est205GPa，铜的Cu140MPa，弹性模量ECu110GPa。问：如果该复合材料受到拉力，何种材料先屈服？在不发生塑性变形的情况下，该材料能承受的最大拉伸载荷是多少？该复合材料的弹性模量为多少？三、综合分析题：10。1、某面心立方晶体的可动滑移系为(11)、请指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量；若滑移由刃位错引起，试指出位错线的方向；请指出在的情况下，位错线的运动方向；假设在该滑移系上作用一大小为的切应力，试计算单位刃位错线受力的大小和方向。2、若有，某一Cu-Ag合金1Kg，请提出一种方案从该合金中提炼出100g的Ag，且要求提炼得到的Ag中的Cu含量wCu低于。XX年西北工业大学硕士研究生入学试题参考答案
