1、材料科学基础总复习第 1 页 共 10 页材料科学基础总复习第一章 材料的结构与键合一、相关概念和术语1、金属键、离子键、共价键、分子键、氢键2、单体、链节、缩聚、共聚3、构型、旋光异构、全同立构、间同立构、无规立构、几何异构4、构象、柔性5、组织、相6、稳态、亚稳态二、基本问题原子间的结合键对材料性能的影响三、本章重点和难点用金属键的特征解释金属材料的性能-正的电阻温度系数；良好的延展性；良好的导电、导热性；具有金属光泽第二章 固体结构一、需掌握的概念和术语：1. 晶体与非晶体2. 空间点阵、晶格、晶胞、晶系（七个） ，布拉菲点阵（14 种）3. 晶面指数、晶向指数、晶面间距4. 各向同性与
2、各向异性；同素异构转变（重结晶）材料科学基础总复习第 2 页 共 10 页5. 三种典型晶体结构的特征（包括：晶胞形状、晶格常数、晶胞原子数、原子半径、配位数、致密度、各类间隙尺寸与个数，最密排面（滑移面）和最密排方向的指数与个数，滑移系数目等） 。6. 多晶体与单晶体、晶粒、晶界；二、几个常用的公式1. 指数相同的晶向和晶面必然垂直。如111(111)2. 当一晶向uvw 位于或平行某一晶面（ hkl）时，则必然满足：h u+kv+lw=03. 晶面间距：d (hkl)的求法：(1) 立方晶系： 22)( lkhadkl (2) 正交晶系： 22)( 1clbakl(3) 六方晶系： 22)
3、( )(341clakhdhkl(4) 四方晶系： 222)( )/(/)1lkhdhkl以上公式仅适用于简单晶胞，复杂要考虑其晶面层数的增加。4补充：在立方晶系中两个晶向u 1v1w1与u 2v2w2的夹角为 ，则有：材料科学基础总复习第 3 页 共 10 页22121cos wvuvu两晶面（h 1k1l1）与( h2k2l2)的夹角为 ，则有： 22111cos lkll两晶面（h 1k1l1）与( h2k2l2)交线的晶向指数u、v、w，可按：21hkwllv 两晶向u 1v1w1与u 2v2w2，它们所决定的晶面指数（hkl）为： 21uvlkh三、本章重点及难点：1、 晶面指数、晶
4、向指数、晶面间距2、 三种典型晶体结构的特征（包括：晶胞形状、晶格常数、晶胞原子数、原子半径、配位数、致密度、各类间隙尺寸与个数，最密排面（滑移面）和最密排方向的指数与个数，滑移系数目等） 。3、相、组织、固溶体的分类第三章 晶体缺陷一、需掌握的概念和术语：材料科学基础总复习第 4 页 共 10 页1、点缺陷、Schottky 空位、Frenkel 空位、间隙原子、置换原子2、线缺陷、刃型位错、螺型位错、混合型位错3、柏氏矢量4、位错运动、滑移、 （双）交滑移、攀移、交割、割阶、扭折、塞积5、位错应力场、应变能、线张力、作用在位错上的力6、位错密度、位错源、位错生成、位错增殖、位错分解与合成、
5、位错反应7、全位错、不全位错、堆垛层错8、面缺陷、表面、界面、界面能、晶界、相界二、本章重点及难点：1、点缺陷的平衡浓度公式2、位错类型的判断及其特征、柏氏矢量 的特征，b3、位错源、位错的增殖（F-R 源、双交滑移机制等）和运动、交割4、关于位错的应力场、位错的应变能、线张力等可作为一般了解5、晶界的特性（大、小角度晶界） 、孪晶界、相界的类型第四章 固体原子及分子的运动一、需掌握的概念和术语：1. 扩散的方程（菲克第一、二定律） 、稳态、非稳态扩散、扩散通量2. 空位、间隙、换位、晶界扩散机制材料科学基础总复习第 5 页 共 10 页3. 扩散的驱动力；4. 自扩散、互（异）扩散；上坡、下
6、坡扩散；原子、反应扩散；5. 固态金属扩散的条件。6. Kirkendall 效应、激活能、跃迁、无规行走（醉步）7. 扩散系数、影响扩散的因素二、本章重点及难点1、扩散方程的应用，如：渗碳等；2、固态金属扩散的条件及影响扩散的因素第五章 材料的形变和再结晶一、需掌握的概念和术语：1. 弹性变形、塑性变形、材料应力应变曲线所对应的强度指标；2. 塑性变形的实质、方式滑移、孪生；3. 滑移带、滑移线、滑移系、多滑移、交滑移；4. 软（硬）位向，临界分切应力5. 固溶强化、细晶（晶界）强化、弥散（沉淀）强化、形变强化（加工硬化）6. 纤维组织、形变织构、带状组织、残余应力6. 回复（低、中、高温）
7、 、再结晶（动、静态的） ，晶粒长大；7. 再结晶温度及影响因素、临界变形度、二次再结晶。8. 冷、热加工 二、本章重点和难点：材料科学基础总复习第 6 页 共 10 页1. 位错理论在解释各类塑性变形等问题的应用。如：为何理论临界应力实际测量的值。各种强化机理（如：固溶强化、细晶（晶界）强化、弥散（沉淀）强化、形变强化（加工硬化）等）2. 再结晶温度及影响因素3. 回复、再结晶、晶粒长大和二次再结晶的驱动力4. 结晶、重结晶、再结晶和二次再结晶的区别5. 去应力退火与再结晶退火工艺的制定与应用6. 冷、热加工处理后对材料组织结构和性能的影响第六章 单组元相图及纯晶体的凝固一、需掌握的概念和术
8、语： 凝固与结晶、相、固态相变、组元、系、相图 相平衡、相律及应用 结晶的热力学、动力学、能量和结构条件； 过冷度（临界、动态）过冷度； 均匀与非均匀形核； 晶胚、晶核、临界晶核半径、临界形核功；（要会自己进行推导、计算，无论均匀与否）光滑（粗糙）界面；正、负温度梯度；平面与树枝长大。形核率及影响因素、变质处理（孕育处理）铸锭的三个晶区及形成原因，如何控制。材料科学基础总复习第 7 页 共 10 页二、相关公式书上均有，要记住。三、本章重点和难点：1. 均匀形核与非均匀形核有何异同点。2. 影响非均匀形核时，接触角 的因素有哪些？选择什么样的异相质点可以大大促进结晶过程。3. 晶体长大机制可略
9、看。4. 界面的生长形态与 L/S 前沿的温度梯度有何关系？7. 能用结晶理论说明实际生产问题。如：变质处理和其它细化晶粒的工艺；单晶的制取和定向凝固技术。 （略看）第七章 二元系相图及其合金的凝固一、需掌握的概念和术语：1、合金、相、组织（显微）2、固溶体、化合物、间隙（置换）固溶体、有（元）序固溶体、有（元）限固溶体、间隙相各类金属间化合物略看3、二元匀晶、共晶、包晶相图、二元共晶、包晶、共析反应4、平衡结晶组织、伪共晶、离异共晶、晶内（枝晶）偏析5、杠杆定律6、共晶体、共析体；共晶、亚（过）共晶合金7、成分过冷、平衡分配系数 k。8、相图与组织结构和性能的关系9、Fe-Fe 3C 相图中
10、的相与组织材料科学基础总复习第 8 页 共 10 页10、铸锭的组织及缺陷二、本章重点和难点：1. 会利用相律来判断相图的正确与否。2. 会进行二元合金平衡组织的分析。3. 利用杠杆定律计算：相组成物与组织组成物的百分含量。4. 明确合金结晶过程与纯金属结晶过程的异同点。5. 根据相图来判断合金的性能。6. 固溶体与金属化合物的性能特点。7. 固溶强化及其机理8. Fe-Fe3C 相图三、对于 Fe-Fe3C 相图特别要求：1. 非常熟练能会画出（包括：点、线、区、温度等）2. 纯铁的同素异构转变 FeFe3. A、F、Fe 3C、P 、Ld 的组成及性能特征4. 工业纯铁、 （亚、过）共析钢
11、、 （亚、过）共晶白口铁平衡结晶过程分析2. 任意温度两相区的相组成物、组织组成物的计算， （正、反均可）3. 结合实验会给出各类 Fe-Fe3C 合金的室温显微组织。 （包括：放大倍数、腐蚀剂）4. 碳钢中的碳及杂质元素含量对 Fe-C 合金性能的影响第八章 三元合金相图一、需掌握的概念和术语材料科学基础总复习第 9 页 共 10 页1、成分三角形、直线法则、重心法则、杠杆定律2、蝴蝶形规律、等温截面、变温截面、投影图3、三元匀晶、三元简单共晶、三元复杂共晶相图二、本章重点和难点：1. 结晶过程分析2. 温度水平截面和垂直变温截面的认识。3. 投影图要熟悉、根据投影图会分析三元简单共晶、三元
12、复杂共晶相图结晶过程、画出任意温度的水平截面和图内任意直线的垂直变温截面4. 直线法则、重心法则、杠杆定律的应用。5. 三元相图的分析、相区接触法则（规律式）考试题目大概类型一、 名词区别(约 15 分) 置换固溶体与间隙固溶体相组成物与组织组成物二、 简答题(约 25 分)塑性变形对金属组织和性能有哪些影响？三、 作图、证明、计算题（约 30 分）估算金属 W（熔点 3380 ） ，Fe（熔点 1334 ）和 Cu（熔点 1083C C）的再结晶温度范围。C四、 综合题（约 30 分）材料科学基础总复习第 10 页 共 10 页方形晶体中有两根刃型位错线如图所示，当周围晶体中：空位多于平衡值；空位少于平衡值；间隙原子多于平衡值；间隙原子少于平衡值时，位错分别易于向什么方向攀移？加上什么样的外力，才能使这两根位错线通过纯攀移而相互靠拢？
