材料科學基礎-復習題綱-預覽頁

　

【正文】 結構中，共用棱特別是共用面的存在，會降低這個結構的穩定性。以高分子化合物為基礎的材料。球晶 ：聚合物最常見的結晶形態，為圓球狀晶體，尺寸較大，一般是由結晶性聚合物從濃溶液中析出或由熔體冷卻時形成的。 纖維狀晶：纖維狀晶是在流動場作用下使高分子鏈的構象發生畸變，成為沿流動方向平行排列的伸展狀態，在適當條件下結晶而成。不改變共價鍵結構。 晶態結構模型： 櫻狀微束模型：結晶聚合物中晶區與非晶區互相穿插，同時存在。伸展的分子傾向于相互聚集在一起形成鏈束，分子鏈規整排列的有序鏈束構成聚合物結晶的基本單元。點缺陷類型：空位，間隙原子，雜質或溶質原子，以及由他們組成的復雜的點缺陷如空位對、空位團等肖脫基空位：在個體中晶體中，當某一原子具有足夠大的振動能而使振幅增大到一定程度時，就可能克服周圍原子對它的制約作用，跳離其原來位置，遷移到晶體表面而使晶體內部留下空位，稱為肖脫基空位。置換固溶體： 當溶質原子溶入溶劑中形成固溶體時，溶質原子占據溶劑點陣的陣點，或者說溶質原子置換了溶劑點陣的部分溶劑原子，這種固溶體就稱為置換固溶體。點缺陷的平衡濃度：Cv = Aexp(Qv / RT) 影響因素：溫度T（T越高平衡濃度越大），空位形成能Qv(空位形成能越小，平衡濃度越大)點缺陷對材料性能的影響：使金屬電阻增加；體積膨脹；使離子晶體的導電性改善；過飽和點缺陷，如淬火空位，輻照缺陷等還可以提高金屬的屈服強度；提高 材料的高溫蠕變速率。描述了一種穩態擴散，即質量濃度不隨時間變化。擴散驅動力及擴散機制。擴散機制：：間隙固溶體中溶質原子的擴散一般采用間隙機制進行。由于晶體結構類型不同，其間隙位置的種類、數量、分布也會不同．從而使間隙原子的躍遷幾率P不同。條件：擴散原子近鄰存在空位并且具有足以越過能壘的能量。聚合物中的擴散：D＝D0exp(Q/RT)D0與高分子鏈長的平方成反比。擴散系數、擴散激活能，影響擴散的因素及原理。這是因為：，借助熱起伏，獲得足夠能量而越過勢壘進行擴散的原子的幾率增大。3. 固溶體類型，固溶體的類型也會顯著影響D值。（3）晶體缺陷，晶界，表面和位錯等對擴散起作加速作用，由于晶體缺陷去點陣畸變較大，原子處于較高的能量狀態，易于跳躍。 溶質對擴散系數的影響是通過Q和D0兩個參數起作用的。 第四部分 線、面和體缺陷位錯類型，刃型位錯、螺型位錯、位錯線和滑移線的基本概念，柏格斯回路和柏氏矢量的基本概念及物理意義。在中央軸線處即為一螺型位錯。 因此，位錯具有一個重要的性質，即一根位錯線不能終止于晶體內部，而只能露頭于晶體表面（包括晶界）；若它終止于晶體內部，則必與其他位錯線相連接，或在晶體內部形成封閉線。柏氏矢量：描述位錯特征的一個重要矢量，它集中反映了位錯周圍點陣畸變總累量的大小和方向，其方向表示位錯運動導致晶體滑移的方向；其模表示畸變的程度（位錯強度）物理意義：柏氏矢量越大，表明該位錯導致點陣畸變越嚴重，他所處的能量也越高。密排面的面間距最大，點陣阻力最小，因而容易沿著這些面發生滑移；密排方向上原子間距對短，即位錯b最小。離子晶體、共價晶體和聚合物晶體中的位錯。因此它的柏氏矢量也較長，位錯移動的固有阻力值變高。（名詞解釋）晶界：多數晶體物質由許多晶粒所組成，屬于同一固相而位向不同的晶粒間的界面，它是一種內界面。的晶界；孿晶界：兩個晶體沿一個公共的晶面構成鏡面對稱的位向關系，這兩個晶體稱孿晶，此公共界面叫，孿晶界；孿晶界分為共格和非共格孿晶界共格孿晶界： 在孿晶面上的原子同時位于連個晶體點陣的結點上，為兩個晶體所共有，屬于自然地完全匹配，是無畸變的完全共格晶面，界面能為普通晶界界面能的1/10,很穩定。相界面：具有不同結構的兩相之間的分界面稱“相界” A,共格相界： 兩相的晶格式彼此銜接的，界面上的原子為兩者共有。相界能由小到大： 共格半共格 非共格（遞增）晶粒度和晶粒尺寸的基本概念及測量。體缺陷基本概念。其機理均是通過阻礙位錯的運動來提高材料的強度。沉淀強化和彌散強化的效果遠大于固溶強化。四． 有序強化：有序合金的位錯是超位錯，要使金屬發生塑性變形就需要使超位錯的兩個分位錯同時運動，因而需要更大的外應力。這個溫度叫玻璃化轉變溫度。 D,交聯度： 越大，柔順性越差 E，結晶度：越大，柔順性越差； 一方面，引入剛性基團或極性基團，交聯，結晶，使得Tg升高， 另一方面，加入增塑劑、溶劑，引入柔性基團會使溫度降低。聚氯乙烯為低結晶度。結晶度的影響因素： A,側基的尺寸：具有尺寸大的側基聚合物難于結晶； B，鏈的分支：有分支的鏈比沒有分支的難結晶些， C，立構的規整度：全同立構和間同立構易于結晶； D,重復單元的復雜性：有長的復雜單元的聚合物，難結晶； E,鏈間的二次鍵： 極性側基有利于晶體的形成；結晶速度的影響因素：溫度：影響極大，有時溫度相差甚微，但結晶速度常數可相差上千倍。雜質：雜質影響較復雜，有的可阻礙結晶的進行，有的則能加速結晶。特性：比熱塑性具有更高的硬度，強度，脆性，但有尺寸穩定性。 第六部分，相平衡和相變 這部分著重看圖，需要自己花時間多看圖，一般在論述題里有兩道題，一定要掌握。表達式：f=CP+2。 可以解釋純金屬與二元合金的結晶差別。包晶轉變：由一個特定成分的固相和液相生成另一個特點成分固相的轉變。凝固：物質從液態冷卻轉變為固態的過程；結晶：凝固后的物質是晶體，這種凝固叫結晶；熱力學條件：固態金屬的自由能低于液態時，金屬的結晶才能自發進行，要滿足這一熱力學條件，液體金屬必須冷卻到理論溫度（Tm）以下，過冷是金屬結晶的必要條件。(3按相變動力學分類：擴散型相變和無擴散型相變(4)按相變過程分類：近平衡相變和遠平衡相變擴散型相變：相變過程中存在成分變化，兩相中的原子要進行長程擴散(如固溶體脫溶反應、共析轉變、沉淀析出反應等)。均勻形核：新相晶核是在母相中存在均勻地生長的，即晶核由液相中的一些原子團直接形成，不受雜質粒子或外表面的影響。形核時總希望有最低的總表面能。