北京理工大學(xué)839材料科學(xué)基礎(chǔ)考研講義.ppt

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材料科學(xué)基礎(chǔ) 839 知識點(diǎn)梳理 專注于北理工考研 理碩教育 理碩教育簡介 理碩教育是全國唯一專注于北理工考研輔導(dǎo)的學(xué)校 相對于其它機(jī)構(gòu)理碩教育有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢 豐富的理工內(nèi)部資料資源與人力資源確保每個(gè)學(xué)員都受益匪淺 確保理碩教育的學(xué)員初試通過率89 以上 復(fù)試通過率接近100 理碩教育現(xiàn)開設(shè)初試專業(yè)課VIP一對一 假期集訓(xùn)營 復(fù)試VIP一對一輔導(dǎo) 滿足學(xué)員不同的需求 因?yàn)閷Ｒ凰詫I(yè) 理碩教育助您圓北理之夢 考試內(nèi)容 一 物質(zhì)的組成及原子結(jié)合鍵1 原子結(jié)合鍵2 高分子鏈結(jié)構(gòu) 二 固體的結(jié)構(gòu)1 晶體學(xué)基礎(chǔ)2 金屬的晶體結(jié)構(gòu)3 合金的相結(jié)構(gòu)4 常見離子晶體結(jié)構(gòu)5 共價(jià)晶體結(jié)構(gòu) 三 晶體中的缺陷1 點(diǎn)缺陷2 位錯(cuò)3 面缺陷 四 固體中的擴(kuò)散1 擴(kuò)散的表象理論2 擴(kuò)散的熱力學(xué)3 擴(kuò)散的微觀理論與機(jī)制4 擴(kuò)散激活能5 影響擴(kuò)散的因素6 反應(yīng)擴(kuò)散7 離子晶體中的擴(kuò)散 五 材料的變形1 彈性變形2 粘彈性變形3 塑性變形4 回復(fù)與再結(jié)晶5 熱加工 六 凝固1 相平衡與相律2 純晶體的凝固3 合金的凝固4 鑄錠組織與凝固技術(shù) 七 相圖1 相圖基礎(chǔ)2 二元相圖3 三元相圖 八 材料的亞穩(wěn)態(tài)1 納米晶材料2 準(zhǔn)晶3 非晶態(tài) 三 考試要求要求深刻理解考試內(nèi)容所涉及的基本概念 基本規(guī)律和基本結(jié)論 能夠應(yīng)用所掌握的內(nèi)容綜合分析有關(guān)材料科學(xué)及工程領(lǐng)域的相關(guān)問題 得出正確結(jié)論 考試中可攜帶計(jì)算器 手機(jī)計(jì)算器除外 四 參考書目 材料科學(xué)基礎(chǔ) 第三版 上海交通大學(xué)出版社胡庚祥 蔡珣 材料科學(xué)基礎(chǔ) 化學(xué)工業(yè)出版社陶杰姚正軍 第一章原子結(jié)構(gòu)與鍵合 1 1原子結(jié)構(gòu) 了解 1 2原子的鍵合 重點(diǎn) 金屬鍵 離子鍵 共價(jià)鍵 范德瓦耳斯力 氫鍵每種鍵型的形成原理 特點(diǎn) 方向性飽和性問題 因?yàn)殒I型不同對材料造成的影響 哪些物質(zhì)是那種鍵型 真題再現(xiàn)為什么金屬具有良好的塑性 金屬間化合物則要比金屬脆 而陶瓷材料則具有更大的脆性 6分 2003 二 1 金屬元素間形成的化合物的硬度 熔點(diǎn)較其金屬組元有何不同 其原因是什么 為什么中間相會表現(xiàn)出金屬特性 金屬與非金屬元素間形成的化合物能否表現(xiàn)出金屬特性 為什么 8分 2005 四 1 1 3高分子鏈 重點(diǎn) 高分子的分類 化學(xué)組成 幾何形態(tài) 連接方式 構(gòu)型以基本概念為主真題再現(xiàn)線性高分子鏈的存在方式有 2014 第二章固體結(jié)構(gòu) 2 1晶體學(xué)基礎(chǔ) 基本概念 什么是晶體 結(jié)構(gòu)特征有哪些 什么是陣點(diǎn) 什么是點(diǎn)陣 什么是晶胞 選取原則是什么 幾個(gè)晶系 幾種點(diǎn)陣 晶體結(jié)構(gòu)和空間點(diǎn)陣有什么區(qū)別 真題再現(xiàn)密排六方點(diǎn)陣是一種空間點(diǎn)陣 TorF 晶向指數(shù) 晶面指數(shù) 六方晶系指數(shù) 基本功 每年必考 給指數(shù)畫圖像或給圖像標(biāo)指數(shù)晶帶及晶帶定律真題再現(xiàn)什么是晶帶定理 適用于哪些晶系 2001 晶面間距 規(guī)律 計(jì)算 真題再現(xiàn)立方晶體中 若晶面指數(shù)越小 其面間距越大 并且其陣點(diǎn)密度越大 TorF 晶體對稱性宏觀對稱元素 回轉(zhuǎn)對稱軸 對稱面 對稱中心 回轉(zhuǎn)反演微觀對稱元素 滑動面 螺旋軸32種點(diǎn)群及空間群倒易點(diǎn)陣 2 2金屬的晶體結(jié)構(gòu)fcc bcc hcp三種結(jié)構(gòu)的半徑 配位數(shù) 致密度 會計(jì)算 材科基 P36 表2 5 要求能默寫堆垛方式和間隙三種晶型的密排面和密排方向 堆垛順序間隙八面體和間隙四面體 表2 8 多晶型性Fe 2005 2006 2 3合金相結(jié)構(gòu)什么是固溶體 什么是置換固溶體 影響溶解度的因素有哪些 什么是間隙固溶體 條件有哪些 什么是有序固溶體 完全有序 部分有序 條件 固溶體有哪些性質(zhì) 什么是中間相 有哪幾種化合物 形成電子化合物的因素 形成不同相的原因 有能力的記住 什么是間隙相 什么是間隙化合物 條件 拓?fù)涿芏严嗍鞘裁?特點(diǎn) 相 什么是超結(jié)構(gòu) 類型 有序化的因素是什么 2 4離子晶體結(jié)構(gòu)離子晶體的結(jié)構(gòu)規(guī)則 1 2 3 4 5 典型的離子晶體結(jié)構(gòu)掌握各個(gè)結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)以及代表物硅酸鹽的晶體結(jié)構(gòu) 有哪些組成方式 12345 真題再現(xiàn)2 5共價(jià)晶體結(jié)構(gòu) 第三章晶體缺陷 什么是晶體缺陷 有幾種存在方式 3 1點(diǎn)缺陷點(diǎn)缺陷的形成有哪幾種 離子晶體 點(diǎn)缺陷的平衡濃度的形成原因 真題再現(xiàn)平衡濃度的公式點(diǎn)缺陷的運(yùn)動 3 2位錯(cuò)刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)的特點(diǎn) 混合位錯(cuò) 伯氏矢量的確定 位錯(cuò)型的確定 特性 位錯(cuò)的運(yùn)動 滑移 攀移 交割 要求會判斷運(yùn)動方向等問題真題再現(xiàn) 位錯(cuò)的彈性性質(zhì) 了解 位錯(cuò)的生成 來源 和增值 機(jī)制 實(shí)際晶體的位錯(cuò)形式 單位位錯(cuò) 全位錯(cuò) 不全位錯(cuò) 堆垛層錯(cuò) 造成的影響 表3 1 真題再現(xiàn)不全位錯(cuò)肖克利 弗蘭克 P112整頁要求理解 會背 位錯(cuò)反應(yīng) 幾何條件 能量條件 真題再現(xiàn) 擴(kuò)展位錯(cuò) 位錯(cuò)寬度計(jì)算 束集 交滑移 真題再現(xiàn)位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò) 面角位錯(cuò)其他晶體中的位錯(cuò) 3 3表面及界面表面能晶界亞晶界小角度晶界及結(jié)構(gòu)大角度晶界及結(jié)構(gòu)晶界的特性孿晶界 晶界能的關(guān)系相界 公格 半共格 非公格 真題再現(xiàn)什么是共格相界 2007 什么是相界 有哪幾種形式 2005 第四章固體中原子及分子的運(yùn)動 4 1表象理論菲克第一定律菲克第二定律使用條件 理解其推導(dǎo)過程化學(xué)擴(kuò)散 自擴(kuò)散滲碳厚度計(jì)算 物理意義 單位 使用條件 薄膜擴(kuò)散衰減分布置換固溶體中的擴(kuò)散柯肯達(dá)爾效應(yīng) 互擴(kuò)散系數(shù)4 2擴(kuò)散的熱力學(xué)分析上坡擴(kuò)散 原因 引起上坡擴(kuò)散的條件 4 3擴(kuò)散的原子理論擴(kuò)散機(jī)制1 2 3 4晶內(nèi) 晶界 自由表面擴(kuò)散系數(shù)的對比短路擴(kuò)散擴(kuò)散系數(shù) 擴(kuò)散激活能真題再現(xiàn) 4 6影響擴(kuò)散的因素1 溫度2 固溶體類型3 晶體結(jié)構(gòu)4 晶體缺陷5 化學(xué)成分6 應(yīng)力4 7反應(yīng)擴(kuò)散概念 不存在兩相混合區(qū)的解釋4 8離子晶體中的擴(kuò)散真題再現(xiàn) 第五章材料的形變和再結(jié)晶 5 1彈性和粘彈性了解彈性形變的本質(zhì)彈性模量的物理意義和其對材料的影響真題再現(xiàn)彈性不完整性的現(xiàn)象粘性流動和粘彈性的概念 性質(zhì) 粘彈性的物理模型 5 2晶體的塑性變形什么是滑移線和滑移帶 什么是滑移系 fcc bcc hcp的滑移系各是什么 會產(chǎn)生什么影響真題再現(xiàn)什么是臨界切分應(yīng)力 表達(dá)公式是什么 施密特因子是什么 有何意義 什么是多系滑移 實(shí)質(zhì) 滑移的阻力來自哪里 什么是派 納力 有何物理意義 什么是孿生 什么是欒晶 什么是欒晶界 孿生面 孿生方向 孿生的特點(diǎn)有哪些 欒晶的分類 各有什么特點(diǎn) 不同晶型的孿生面和孿生方向 有什么影響 扭折多晶體的塑性變形影響因素霍爾 佩奇公式晶粒細(xì)化對金屬造成的影響 合金的塑形形變什么是固溶強(qiáng)化 影響因素什么是屈服現(xiàn)象和應(yīng)變時(shí)效 柯垂氣團(tuán)的原理真題再現(xiàn)增值理論 多項(xiàng)合金的塑形形變的分類彌散分布合金形變的分類不可變強(qiáng)化的原理可變強(qiáng)化的原理變形對材料性能的影響加工硬化的三個(gè)階段什么是形變織構(gòu) 分類 影響 殘余應(yīng)力的分類 回復(fù)和再結(jié)晶什么是回復(fù) 什么事再結(jié)晶 過程如何描述 晶粒如何變化冷變形金屬在退貨過程中有哪些變化 真題再現(xiàn)回復(fù)動力學(xué)及其特點(diǎn) 三種回復(fù)機(jī)制不同的物理過程 位錯(cuò)的變化以及造成物理性能變化的原因 什么是再結(jié)晶 驅(qū)動力是什么 形核機(jī)制 晶界弓出形核 亞晶形核 亞晶形核機(jī)制 合并 遷移 長大的動力學(xué)因素再結(jié)晶動力學(xué)再結(jié)晶溫度計(jì)其影響因素真題再現(xiàn)再結(jié)晶晶粒大小及其硬性因素 晶粒長大的驅(qū)動力及物理過程晶粒長大的影響因素異常晶粒長大的原因再結(jié)晶晶粒大小的規(guī)律再結(jié)晶織構(gòu) 三種情況 兩種理論退火欒晶的形成以及能量條件 5 4熱變形與動態(tài)回復(fù) 再結(jié)晶什么是熱加工 溫加工 冷加工 熱加工區(qū)別與冷加工的地方在哪 動態(tài)回復(fù)的三個(gè)階段 動態(tài)再結(jié)晶的三個(gè)階段 動態(tài)再結(jié)晶的機(jī)制和組織結(jié)構(gòu) 熱加工對力學(xué)性能的影響有哪些 熱加工材料的組織特征有哪些 各有什么特點(diǎn) 什么是蠕變 蠕變機(jī)制有哪些 什么是超塑性 形成條件有哪些 超塑性的本質(zhì)是什么 第六章單組元相圖及純晶體的凝固 6 1單元系相變的熱力學(xué)及相平衡相律及其意義對水相圖的分析加深對相律的理解克勞修斯 克拉伯龍方程6 2純晶體的凝固什么是結(jié)構(gòu)起伏 什么是均勻形核 非均勻形核 均勻形核的臨界半徑 公式會推倒 形核率以及形核率出現(xiàn)峰值的原因真題再現(xiàn)非均勻形核的條件非均勻形核的形核功的推倒液 固界面的構(gòu)造晶體長大方式和長大速率 純晶體凝固的生長形態(tài)正溫度梯度 光滑界面 粗糙界面負(fù)溫度梯度 光滑界面 粗糙界面細(xì)晶的獲得方式 單晶的制備 第七章二元系相圖和合金的凝固與制備原理 自由能 成分曲線的物理意義公切線原理杠桿定理二元相圖的幾何規(guī)律勻晶相圖 無限相圖的條件固溶體的平衡凝固和凝固過程固溶體的非平衡凝固及幾點(diǎn)結(jié)論共晶相圖 性質(zhì)共晶相圖的平衡凝固和組織 共晶合金的非平衡凝固什么是偽共晶 非平衡共晶組織包晶相圖 報(bào)警合金的凝固及平衡組織包晶合金的非平衡凝固穩(wěn)定化合物和不穩(wěn)定化合物相圖的特點(diǎn)偏晶轉(zhuǎn)變 合金轉(zhuǎn)變 熔晶轉(zhuǎn)變 共析轉(zhuǎn)變 包析轉(zhuǎn)變 脫榕過程復(fù)雜二元相圖的分析方法根據(jù)相圖判別合金的性能 鐵碳相圖 7 50 7 51 7 61 會默寫 各種凝固過程都要掌握二元合金的凝固理論正常凝固 平衡分配系數(shù)非平衡凝固的五個(gè)假設(shè)正常凝固方程理解區(qū)域熔煉 有效分配系數(shù)以及對公式的討論成分過冷的概念 臨界條件 對晶體形態(tài)的影響 固溶體凝固理論 共晶凝固理論共晶組織的分類和形成機(jī)制金 金共晶 形狀以及兩個(gè)因素金 非金共晶 組織形狀共晶界面的穩(wěn)定性 純二元 含雜質(zhì)的二元 二元偽共晶 鑄件的宏觀組織鑄件的缺陷 縮孔 偏析偏析 宏觀偏析 顯微偏析 平衡分配系數(shù)的影響 真題再現(xiàn) 第八章三元相圖 三元相圖特點(diǎn)表示法特殊線截面 投影圖杠桿定律及重心定律 第九章材料的亞穩(wěn)態(tài) 納米晶材料的結(jié)構(gòu) 性能 形成非晶態(tài)材料形成 性能亞穩(wěn)相 脫溶對性能的影響馬氏體 貝氏體結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)變 動力學(xué)