材料科学基础总复习

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1、1.材料科学与工程键的特征；主要特性；主要用途。金属陶瓷（无机非金属）聚合物（有机高分子）2.原子尺度的结构原子的类型原子间键的类型原子的堆垛方式A.原子间键的类型一次键离子键共价键金属键二次键范德瓦尔键氢键各种键的特征；键的性质对材料性能的影响；利用价电子数、电负性预测可能的键的类型；应用二次键强度的概念，预测材料的熔点（聚合物）；例题2-14聚合物分子的结构热塑性聚合物（TP）热固性聚合物（TS）（结构和性能上的特点，例子：橡胶的硫化过程原理）原子间键的类型B.原子的堆垛方式配位数的概念配位数的决定因素：离子键结合的材料；共价键、金属键结合的材料。短程序、长

2、程序；晶体、非晶体键能曲线（键能势阱）概念；共价键、离子键、金属键有类似的键能曲线；利用键能曲线可以获得有关材料的那些信息？估算键能、平均键长、弹性模量、膨胀系数等。晶体结构空间点阵－7种点阵类型14中布拉维点阵；金属常见的三种结构：体心立方；面心立方；密排六方。用密勒指数表征面和线、配位数、致密度、密排方向、密排面；计算面密度、线密度；间隙位置和尺寸；NaCl结构、金刚石结构、莹石结构、钙钛矿结构；了解结构并确定属于哪种点阵。聚合物结构聚合物的构型类型；热塑性和热固性聚合物的结构、性能；聚合物的柔顺性与其结构的关系；聚合物中的结晶度，影响聚合物结晶度的主要因素

3、？液晶的概念。4.点缺陷和扩散点缺陷：空位、间隙原子、置换原子离子晶体中点缺陷的特点；肖脱基、弗兰克缺陷合金：固溶体、中间相（金属间化合物）；固溶体的概念：间隙固溶体、置换固溶体；Hume-Rothery规则。什么是扩散？扩散产生的原因；Fick第一定律的内容及其适用范围；影响扩散的主要因素：温度、扩散激活能扩散的主要机制：间隙扩散机制、空位扩散机制根据扩散机制判断扩散的难易：例题4-8、习题22、24、31、38等互扩散：柯肯达尔效应。4.点缺陷和扩散5.线、面和体缺陷线缺陷：位错：刃型位错、螺型位错面缺陷：表面、晶界、堆垛层错、倾转晶界、孪晶等。体缺陷：空洞

4、（孔洞）、沉淀物等。位错刃型位错与螺型位错的异同点：与柏氏矢量的关系；有无半原子面、体积的变化，应力场；运动特点；（滑移、攀移、交滑移）位错理论与合金强化（5.5）合金的强化、应变硬化、晶粒细化、沉淀硬化的理解。柏氏矢量柏氏矢量决定了位错的特征(唯一性)；柏氏矢量的大小反应了位错的“强度”，体现了位错缺陷所造成的晶格畸变的程度；同时反应滑移面两侧相对滑移量；从几何观点看，柏氏矢量b×t决定了位错的滑移面；柏氏矢量b与t的角度决定了位错的性质；反应位错运动与交割的特点。滑移滑移面、滑移方向、滑移面；体心、面心、密排立方的滑移系(表5-2)滑移的临界分切应力——Sc

5、hmid定律；滑移的软、硬取向。6.非晶态与非晶态材料非晶态（无定形态）的结构特征；玻璃化转变温度区分玻璃行为与橡胶行为的临界温度例题6－1结构与Tg的关系了解聚合物的分类（表6-1）结构：无规立构、全同立构、间同立构；高聚物的力学三态形变温度IIIIII玻璃态高弹态玻璃化转变区Tg粘流态粘弹态转变区Tf在区域I，温度低，链段运动被冻结，只有侧基、链节、链长、键角等的局部运动，因此聚合物在外力作用下的形变小，形变在瞬间完成，表现为质硬而脆，这种力学状态与无机玻璃相似，称为玻璃态。高聚物的力学三态形变温度IIIIII玻璃态高弹态玻璃化转变区Tg粘流态粘弹态转变区T

6、f随着温度的升高，链段运动逐渐“解冻”，形变逐渐增大，当温度升高到某一程度时，链段运动得以充分发展，形变发生突变，进入区域II，这时即使在较小的外力作用下，也能迅速产生很大的形变，并且当外力除去后，形变又可逐渐恢复。这种受力能产生很大的形变，除去外力后能恢复原状的性能称高弹性，相应的力学状态称高弹态。高聚物的力学三态当温度升到足够高时，在外力作用下，由于链段运动剧烈，导致整个分子链质量中心发生相对位移，聚合物完全变为粘性流体，其形变不可逆，这种力学状称为粘流态。高弹态开始向粘流态转变的温度称为粘流温度，以Tf表示，其间的形变突变区域称为粘弹态转变区。分子量越大，

7、Tf越高。交联聚合物由于分子链间有化学键连接，不能发生相对位移，不出现粘流态。形变温度IIIIII玻璃态高弹态玻璃化转变区Tg粘流态粘弹态转变区Tf玻璃与橡胶结构和性能7.相平衡与相图相材料中在化学上和结构上均匀的区域相图温度、成分、平衡相之间的关系图(吉布斯)相律F=C-P+1平衡时的自由度F与系统中的组元数C，相数目以及温度的关系。杠杆定律两相区（三相水平线）相的成分、相当含量（质量分数）。应用：例题7-4、7-6。7.相平衡与相图相图匀晶相图凝固结晶特点共晶相图共晶反应（共析反应）；亚共晶、共晶过共晶凝固过程及平衡组织。包晶相图包晶反应（包析反应）；凝固过

8、程及平衡组织。复杂二元相