材料提纲参考答案.doc

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1、1、 菲克定律及其方程解的适用条件、表达式，字母的物理含义。 菲克第一定律：扩散中原子的通量与质量溶度梯度成正比。（J=-D）菲克第二定律：在非稳态扩散过程中，在距离X处，浓度随时间的变化率等于该处的扩散通量随距离变化的负值。 2、 扩散驱动力？扩散机制？影响扩散的因素？ 答：1.化学位梯度 2.交换机制，间隙机制，空位机制，交换机制，界面扩散及表面扩散。3 因素：温度，固溶体类型，晶体结构，晶体缺陷，化学成分，应力的作用。3、 离子晶体的缺陷类型及扩散特点类型：.肖特基空位缺陷，弗兰克缺陷 特点：1为了满足电荷平衡的要求，离子晶体的扩散离子只能进入具有相同电荷的邻近位置。2由于键结合能以及电

2、荷的平衡要求，离子晶体的扩散激活能比金属高，且扩散离子只能进入具有相同电荷的位置，迁移距离长，扩散速率经常比金属小得多。3.阳离子的扩散速率比阴离子大。4、 高分子分子链的运动起因？高分子柔顺性的表征及影响因素。 起因：单键的内旋转.表征：链段长度的大小.因素：1外场的影响-温度是影响高分子链柔顺性最重要的外因之一2. 分子结构的影响（1）主链结构的影响（2）取代基的影响（3）链长度的影响（4）交联度的影响（5）结晶度的影响5、 线型高分子和体型高分子的力学状态？(交联度对高分子力学状态的影响) 答：线性：玻璃态，高弹态，黏流态。体型：玻璃态，高弹态6、 单晶体的塑性变形方式？两种主要变形方式

3、各自的特点与区别 答：方式：滑移，孪生，扭折，扩散性变形，晶体滑动和滑移。滑移：最主要的变形机制。包括（a）滑移线和滑移带（b）滑移系（c）滑移的临界分切应力（d）滑移时晶面的转动（e）多系滑移与交滑移（f）滑移的位错机制 孪生：重要的变形机制，一般发生在低温形变 或快速形变时；包括（a）孪生变形过程（b）孪生的特点（c）孪晶的形成（d）孪晶的位错机制7、 晶界在常温下和高温下对多晶体塑性变形的不同作用？Hallpetch公式低温：多晶体需要克服晶界的阻碍，才能塑性变形。高温：高温下的晶界具有一定的粘滞性特点，即使施加很小的应力，只要作用时间足够长，也会发生晶粒沿晶界的相对滑动，成为多晶体在高

4、温时一种重要的变形方式在高温时，多晶体特别是细晶粒的多晶体还可能出现另一种称为扩散性蠕变的变形机制，这个过程与空位的扩散有关。 8、 多滑移和交滑移的区别以及显微组织特点多滑移：形成割阶和扭折，硬化过程 交滑移：晶体表面滑移线条折线，软化过程。9、 利用柯氏气团解释屈服现象和应变时效现象屈服现象形成机制 柯氏气团对晶体材料中的位错具有强烈的钉扎作用，刚开始塑变的时候可动位错较少，需要较大的形变力（上屈服点）；一旦塑变开始后，位错运动挣脱了柯氏气团的钉扎，并且迅速增殖，导致应力的突然下降，产生下屈服点。应变时效形成机制：塑性变形初期，由于柯氏气团的钉扎作用产生上屈服点，柯氏气团挣脱“钉扎”，形成

5、下屈服点；预先已经屈服的式样，卸载后立刻加载，柯氏气团已经被破坏，因此没有屈服现象；应变时效使溶质原子通过扩散重新聚集到位错周围形成气团，故又出现屈服现象。10、 金属材料常用的四种强化机制。固溶强化，细晶强化，弥散强化，形变强化11、 冷加工和热加工的区别？冷加工、热处理、热加工各阶段的组织及性能变化（会画组织变化图）工程上上常将再结晶温度以上的加工称为热加工，而把再结晶温度以下而又不加热的加工称为冷加工。再结晶温度是冷热加工的分界线。冷加工（塑性变形）：随着变形度的增加，原来的等轴晶粒将沿其变形方向伸长，呈现一片纤维状的条纹显微组织。热处理冷变形：发生回复，再结晶，和晶粒长大。热加工（动态

6、回复，动态再结晶）12、 一次与二次再结晶（或者说正常长大和异常长大）的不同，各自的驱动力，及各自组织结构方面的特点与区别。答：正常长大-所有晶粒几乎同时逐渐均匀长大。指晶粒平均尺寸的增大是连续的，且长大后的晶粒尺寸比较均匀。异常长大-少数晶粒突发性的不均匀长大。13、 影响再结晶温度以及再结晶晶粒尺寸的主要因素。影响温度的：a.变形程度的影响。B.原始晶粒的尺寸。C。微量溶质原。D.第二相粒子。E.再结晶退火工艺参数。影响晶体粒子尺寸的：a.变形度的影响。B.退火温度的影响。14、 带状组织的形成；减轻或消除带状组织的因素形成：复相合金中的各个相，在热加工时沿着变形方向交替的呈带状分布.消除

7、方法：1）避免在两相区变形2）减少夹杂和偏析；3）通过正火来消除。15、 纳米材料、准晶材料、非晶材料的组织结构特点。 纳米材料：有大量晶界、大量晶体缺陷，结构和化学上偏离正常的多晶，是一种非平衡态的高能结构.准晶材料：准晶中的原子分布有严格的位置序，但位置序无周期性，即没有周期性平移对称关系，在准晶材料中存在不符合传统晶体学的五次、八次、十二次对称轴。非晶材料：主要特点是长程无序、短程有序16、 何为调幅分解？先决条件？调幅分解与形核长大型相变的区别？两种扩散相变所属的成分范围区别？调幅分解：相变时不需要形核过程，而是通过自发的浓度起伏，浓度振幅不断增加，最终固溶体分解为浓度相同而结构不同的

8、两相，即一部分为溶质原子富集区，另一部分为溶质原子贫化区。先决条件 ：合金成分必须在拐点范围内，G 必须大于梯度能和变能。17、 马氏体转变的主要特点 答：1、无扩散性。2、表面浮凸和共格切变性。3、马氏体相具有不变平面（惯习面）。4、新相和母相具有一定位向关系。5、相变可逆性 18、 两种马氏体的形态、成分、亚结构、性能、用途的区别 1. 板条状马氏体：形态-成束的分布于原奥氏体晶粒内，同一束中马氏体条大致平行分布。而束与束之间有不同的位向。成分：低碳马氏体，c%0.6%。亚结果：为高密度位错。性能：具有适中的硬度和良好的塑韧性（中碳钢需要进行回火处理），一般用于结构材料；2.片状马氏体：各

9、片之间有不同的位向，且大小不一。内部亚结构为孪晶。成分：高碳马氏体。C%0.6%性能：硬度高，但脆性大，经过适当的低温回火，可用于工具材料。19、 费米狄拉克分布的公式、曲线、物理意义公式：F=物理意义1）费米能以下各个能级基本被电子填满，费米能以上各个能级基本是空的。在费米能级Ef被电子充满的几率和不充满的几率是相同的。2）只有在Ef附近，能态占据情况才会发生变化，即未被电子填满的能级必定在Ef附近。3）温度不改变费米能的位置，只使电子热激发，从而具有大于Ef的能量而从价带向导带跃迁，但也只能集中在导带底部；同理，空穴的跃迁也集中在价带的顶部。20、 金属、半导体（本征半导体和杂质半导体）、

10、绝缘体的能带结构有什么不同？简述其能带结构对各自导电机制的影响从半导体的能带结构看，满带与空带之间也是禁带，但是禁带很窄（DEg约0.12eV）从绝缘体的能带结构看，是因为满带与空带之间有一个较宽的禁带（DEg 约36eV），共有化电子很难从低能级（满带）跃迁到高能级（空带）上去；导体为价带。21、 金属、半导体、绝缘体电阻率随温度的变化规律 金属：温度越高，电阻率越大。后两者：温度越高，电阻率越小。 22、 热传导的微观机制，解释纯金属、非金属陶瓷导热能力不同的原因。 答： 气体导热质点间直接碰撞； 金属导热自由电子间碰撞； 绝缘体导热声子碰撞 。 半导体导热低温时声子主导；高温时电子主导

11、23、 磁矩的起源 答：1.关于电子绕原子核运动的电子轨道运到磁矩。2.电子的自旋。3.质子和中子在原子核内的运动所产生的原子核磁矩。24、 磁性分类及其特征、区别答：1）抗磁性：普遍存在于所有材料中，来源：电子的轨道磁矩。2）顺磁性：顺磁性存在于大多数无机材料中，来源：磁场对原子或离子固有磁矩的取向作用以及对电子云的形状改变。3）铁磁性：来源：自发磁化直接交换作用 P388389。 4）反铁磁性和亚铁磁性：反铁磁性：A0，相邻原子磁矩反向排列，大小相等.亚铁磁性：A0，相邻异类离子磁矩反向排列，大小不等，二者之差表现为宏观磁矩。25、 强磁材料为何能够在无外场情况下自发磁化，并形成不同取向的

12、磁畴？ 答： 根据自发磁化理论，强磁体即使在没有外场的情况下也会自发磁化。详见自发磁化理论。26、 软磁、硬磁材料的技术磁化特征以及组织结构特征。 答：1.软磁：高磁导率；低矫顽力；在外磁场中容易磁化和退磁。磁感应强度大；交变电场下磁滞损耗小；磁滞环内的面积必须是小的，即瘦窄。硬磁：一般具有高的矫顽力、高的剩磁及磁能积。27、 为什么金属都是不透明的，而绝缘体陶瓷大多为透明或半透明？ 答： 金属：无能隙，对于入射光全吸收，因此不透明。绝缘体：能隙大，对入射光不吸收，因此透明.28、 自发辐射和受激辐射的区别 答：自发辐射是一种随机发射过程，每次发射的电子频率，偏振态，相位和运动方向对入射光子都不一定相同，因此自发辐射是一种无序发射。 受激辐射也是一种随机发射过程，但发射出的光子频率，偏振态，相位和运动方向对入射光子相同，因此，这是一种较为有序的发射，由受激辐射所产生的光具有良好的相干性。