材科科学基础考试重点

2020-05-07 09:24

空间点阵:由等同点规则地、周期性重复排列所组成的三维阵列,简称点阵。 晶胞(单胞)定义:能代表整个空间点阵特征的最小单元体。

晶带:所有相交于某一晶向直线或平行于此直线的晶面构成一个晶带。

固溶体:两种或两种以上的组元在固态下互溶,形成在某种元素晶格中包含

有其它元素原子的固体

置换固溶体:溶质原子占据溶剂点阵的阵点,或溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子而形成的固溶体。置换固溶体的固溶度(主要取决于以下4个因素):原子尺寸 电负性 子浓度因素晶体结构

中间相:合金中各组元发生化学的相互作用,形成晶体结构不同于纯组元,

在相图上处于中间位置的新相。

拓朴密堆相:合金中,由于同时存在两种(或以上)尺寸不同的原子,进

行适当配合得到主要以四面体形式堆垛的配位数比12大的(例如CN =12,14,15,16等)并且致密度大于0.74的结构。简称TCP相。

点缺陷:结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构正常排列的一种缺陷。 刃型位错:晶体因滑移而出现的多余半原子面,相当于插入晶体并终止于

滑移面上的刀刃。刃型位错使滑移面上下两部分晶体之间原子发生了错排。

螺型位错:切应力的作用下,晶体沿ABCD发生局部相对滑动,已滑移区和

未滑移区的交界线EF线即位错线,位错线平行于滑移方向。

混合位错:滑移矢量(外力)既不平行也不垂直于位错线,而是与位错线

相交成任意角度的位错,称为混合位错。

滑移:在切应力作用下,晶体中的位错沿一定晶面和晶向的运动。 攀移:刃位错在垂直于滑移面的方向发生的上下运动。 割阶:形成的曲折线段不在位错所在的滑移面上。 扭折:形成的曲折线段处于位错所在的滑移面上。

堆垛层错:实际晶体结构中密排面的正常堆垛顺序发生的局部错乱。

位错反应:错之间的相互转化(分解或合并)

晶界:属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面称为晶,它是一种内界面。 孪晶:两个晶体(或一个晶体的两部分)沿一个公共晶面构成镜面对称的位

向关系,这两个晶体就称为孪晶,此公共晶面就称孪晶面。

组元:成一个体系的基本单元,如单质(元素)和化合物,称为组元。 相:体系中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。

结构起伏(相起伏):近程有序原子集团大小不等,取向不同,时有时无,此起彼伏的现象。

能量起伏:在液体微小区域内,能量此起彼伏地偏离平均能量的现象。 均匀形核:新相的晶核在母相中不依附任何外来物而均匀地形成

相:体系中结构相同、成分和性能均一并以界面相互分开的组成部分。 形核率:单位时间内单位体积中形成晶核的数目。

晶体的长大:形核后液相原子移到固相的量大于固相原子移到液相中的量,液固界面向液相中迁移的现象。

粗糙型界面:界面上原子排列高低不平,存在几个原子层厚的过渡层 光滑型:界面上原子排列成整齐的原子平面,即晶体学的某一晶面;

出现一个晶胚时,其自由能的变化GV:固液两相单位体积的自由能差(GS-SL);σ:单位面积的表面能

形核:过冷、结构起伏、能量起伏、成分起伏(微小区域内成分偏离平均成分的现象)。

枝晶偏析:固溶体通常以树枝状生长方式结晶,非平衡凝固导致先结晶的枝

干和后结晶的枝间的成分不同,称为枝晶偏析。

枝晶偏析产生的原因:在实际生产中,冷却速度较快,合金不可能是平衡结晶过程,使成分均匀化的原子扩散过程落后于结晶过程。影响因素?冷却速度:冷速快,原子难以扩散均匀,偏析严重。偏析元素的扩散能力:扩散能力强,偏析程度减弱.结晶区间大小:区间大,偏析严重。

伪共晶:由非共晶成分的合金所得到的共晶组织。

渗碳体:铁与碳形成的稳定化合物(间隙化合物),含碳量为6.69%。 铁素体是碳原子溶入体心立方晶格的α-Fe的八面体间隙中形成的间隙固溶体。常用F或α表示。

奥氏体:碳原子溶入面心立方的γ-Fe的八面体间隙中形成的间隙固溶体,常用字母A或γ表示。

平衡分配系数(Ko):平衡凝固时固相成分与液相成分之比。即Ko=CS/CL 区域熔炼与提纯

原理:将一般金属中的杂质看作固溶体中的溶质,对K0<1的合金,先结晶出的固相的浓度总是小于液相的浓度即结晶过程中晶体的纯度总是大于液体的度。 方法:将金属分段逐步熔化结晶。

为什么表层细等轴晶区很薄???等轴晶区的性能:强度高,各向

同性。但由于这层很薄,没有多大实际意义。晶核沿模面生成并垂直于模壁长大(散热快),而模面不可能很光滑,有凹凸不平,所以晶核长大时,大多数枝晶要相互干扰,长大受到限制。凝固体积收缩与模壁脱离,形成气隙,冷却速度减慢。

柱状晶区形成原因

?由于锭的内外温差逐渐减小,激冷细晶前沿液体中过冷度变小,不能独立形核。凝固的继续是靠细晶中取向有利的晶粒快速向液体中成长(一般那些一次轴平行于垂直模壁方向的晶粒成长速度最快),其他取向的晶粒受到限制。 ?由于优先成长的晶粒并排向液体中生长,侧面受到彼此的限制而不能侧向生长,只能沿散热方向方向单向生长,结果形成柱状晶带。

柱状晶粗大的原因:由于细晶带中可作为柱状晶长大基础的枝晶的主干

是极少的,所以柱状晶粗大。

J:扩散通量,单位为Kg/(m2?s)D:扩散系数,是反

映扩散能力和决定扩散过程的物理量,是单位浓度梯度时的扩散通量,单位为cm2/s;C:体积浓度即单位体积物质中扩散物质的质量或原子数。单位g/cm3,Kg/m3。dC/dx:沿X轴的浓度梯度,方向指向浓度增加的方向。负号:由于扩散方向与浓度梯度方向相反,负号表示扩散由高浓度处向低浓度的方进行.

无限长等截面扩散偶的扩散第二方程解为:

扩散退火过程中组元浓度的变化可用菲克第二定律来描述:

欲达到完全均匀化(C=C0)和偏析峰值的衰减程度趋于零,实际上是不可能的,使成分偏析的振幅降到偏析峰值的1%(

)所需的退火时间t为

柯肯达尔效应:置换互溶组元所构成的扩散偶中,由于两种原子以不同速度相对扩散,扩散通量不相等,造成标记面漂移的现象。


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