北京理工大學839材料科學基礎考研講義.ppt

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材料科學基礎 839 知識點梳理 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的學校 相對于其它機構理碩教育有得天獨厚的優(yōu)勢 豐富的理工內部資料資源與人力資源確保每個學員都受益匪淺 確保理碩教育的學員初試通過率89 以上 復試通過率接近100 理碩教育現開設初試專業(yè)課VIP一對一 假期集訓營 復試VIP一對一輔導 滿足學員不同的需求 因為專一所以專業(yè) 理碩教育助您圓北理之夢 考試內容 一 物質的組成及原子結合鍵1 原子結合鍵2 高分子鏈結構 二 固體的結構1 晶體學基礎2 金屬的晶體結構3 合金的相結構4 常見離子晶體結構5 共價晶體結構 三 晶體中的缺陷1 點缺陷2 位錯3 面缺陷 四 固體中的擴散1 擴散的表象理論2 擴散的熱力學3 擴散的微觀理論與機制4 擴散激活能5 影響擴散的因素6 反應擴散7 離子晶體中的擴散 五 材料的變形1 彈性變形2 粘彈性變形3 塑性變形4 回復與再結晶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 七 相圖1 相圖基礎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 準晶3 非晶態(tài) 三 考試要求要求深刻理解考試內容所涉及的基本概念 基本規(guī)律和基本結論 能夠應用所掌握的內容綜合分析有關材料科學及工程領域的相關問題 得出正確結論 考試中可攜帶計算器 手機計算器除外 四 參考書目 材料科學基礎 第三版 上海交通大學出版社胡庚祥 蔡珣 材料科學基礎 化學工業(yè)出版社陶杰姚正軍 第一章原子結構與鍵合 1 1原子結構 了解 1 2原子的鍵合 重點 金屬鍵 離子鍵 共價鍵 范德瓦耳斯力 氫鍵每種鍵型的形成原理 特點 方向性飽和性問題 因為鍵型不同對材料造成的影響 哪些物質是那種鍵型 真題再現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出金屬特性 金屬與非金屬元素間形成的化合物能否表現出金屬特性 為什么 8分 2005 四 1 1 3高分子鏈 重點 高分子的分類 化學組成 幾何形態(tài) 連接方式 構型以基本概念為主真題再現線性高分子鏈的存在方式有 2014 第二章固體結構 2 1晶體學基礎 基本概念 什么是晶體 結構特征有哪些 什么是陣點 什么是點陣 什么是晶胞 選取原則是什么 幾個晶系 幾種點陣 晶體結構和空間點陣有什么區(qū)別 真題再現密排六方點陣是一種空間點陣 TorF 晶向指數 晶面指數 六方晶系指數 基本功 每年必考 給指數畫圖像或給圖像標指數晶帶及晶帶定律真題再現什么是晶帶定理 適用于哪些晶系 2001 晶面間距 規(guī)律 計算 真題再現立方晶體中 若晶面指數越小 其面間距越大 并且其陣點密度越大 TorF 晶體對稱性宏觀對稱元素 回轉對稱軸 對稱面 對稱中心 回轉反演微觀對稱元素 滑動面 螺旋軸32種點群及空間群倒易點陣 2 2金屬的晶體結構fcc bcc hcp三種結構的半徑 配位數 致密度 會計算 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合金相結構什么是固溶體 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 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 拓撲密堆相是什么 特點 相 什么是超結構 類型 有序化的因素是什么 2 4離子晶體結構離子晶體的結構規(guī)則 1 2 3 4 5 典型的離子晶體結構掌握各個結構的基本特點以及代表物硅酸鹽的晶體結構 有哪些組成方式 12345 真題再現2 5共價晶體結構 第三章晶體缺陷 什么是晶體缺陷 有幾種存在方式 3 1點缺陷點缺陷的形成有哪幾種 離子晶體 點缺陷的平衡濃度的形成原因 真題再現平衡濃度的公式點缺陷的運動 3 2位錯刃型位錯和螺型位錯的特點 混合位錯 伯氏矢量的確定 位錯型的確定 特性 位錯的運動 滑移 攀移 交割 要求會判斷運動方向等問題真題再現 位錯的彈性性質 了解 位錯的生成 來源 和增值 機制 實際晶體的位錯形式 單位位錯 全位錯 不全位錯 堆垛層錯 造成的影響 表3 1 真題再現不全位錯肖克利 弗蘭克 P112整頁要求理解 會背 位錯反應 幾何條件 能量條件 真題再現 擴展位錯 位錯寬度計算 束集 交滑移 真題再現位錯網絡 面角位錯其他晶體中的位錯 3 3表面及界面表面能晶界亞晶界小角度晶界及結構大角度晶界及結構晶界的特性孿晶界 晶界能的關系相界 公格 半共格 非公格 真題再現什么是共格相界 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 理解其推導過程化學擴散 自擴散滲碳厚度計算 物理意義 單位 使用條件 薄膜擴散衰減分布置換固溶體中的擴散柯肯達爾效應 互擴散系數4 2擴散的熱力學分析上坡擴散 原因 引起上坡擴散的條件 4 3擴散的原子理論擴散機制1 2 3 4晶內 晶界 自由表面擴散系數的對比短路擴散擴散系數 擴散激活能真題再現 4 6影響擴散的因素1 溫度2 固溶體類型3 晶體結構4 晶體缺陷5 化學成分6 應力4 7反應擴散概念 不存在兩相混合區(qū)的解釋4 8離子晶體中的擴散真題再現 第五章材料的形變和再結晶 5 1彈性和粘彈性了解彈性形變的本質彈性模量的物理意義和其對材料的影響真題再現彈性不完整性的現象粘性流動和粘彈性的概念 性質 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 會產生什么影響真題再現什么是臨界切分應力 表達公式是什么 施密特因子是什么 有何意義 什么是多系滑移 實質 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 孿生的特點有哪些 欒晶的分類 各有什么特點 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 佩奇公式晶粒細化對金屬造成的影響 合金的塑形形變什么是固溶強化 影響因素什么是屈服現象和應變時效 柯垂氣團的原理真題再現增值理論 多項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化的原理可變強化的原理變形對材料性能的影響加工硬化的三個階段什么是形變織構 分類 影響 殘余應力的分類 回復和再結晶什么是回復 什么事再結晶 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 真題再現回復動力學及其特點 三種回復機制不同的物理過程 位錯的變化以及造成物理性能變化的原因 什么是再結晶 驅動力是什么 形核機制 晶界弓出形核 亞晶形核 亞晶形核機制 合并 遷移 長大的動力學因素再結晶動力學再結晶溫度計其影響因素真題再現再結晶晶粒大小及其硬性因素 晶粒長大的驅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晶晶粒大小的規(guī)律再結晶織構 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 再結晶什么是熱加工 溫加工 冷加工 熱加工區(qū)別與冷加工的地方在哪 動態(tài)回復的三個階段 動態(tài)再結晶的三個階段 動態(tài)再結晶的機制和組織結構 熱加工對力學性能的影響有哪些 熱加工材料的組織特征有哪些 各有什么特點 什么是蠕變 蠕變機制有哪些 什么是超塑性 形成條件有哪些 超塑性的本質是什么 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構起伏 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峰值的原因真題再現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 粗糙界面負溫度梯度 光滑界面 粗糙界面細晶的獲得方式 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結論共晶相圖 性質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偏晶轉變 合金轉變 熔晶轉變 共析轉變 包析轉變 脫榕過程復雜二元相圖的分析方法根據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 平衡分配系數非平衡凝固的五個假設正常凝固方程理解區(qū)域熔煉 有效分配系數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制金 金共晶 形狀以及兩個因素金 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 平衡分配系數的影響 真題再現 第八章三元相圖 三元相圖特點表示法特殊線截面 投影圖杠桿定律及重心定律 第九章材料的亞穩(wěn)態(tài) 納米晶材料的結構 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 貝氏體結構 轉變 動力學