第一章材料科學與工程
1.金屬是電的良好導體，強度高和較緻密，可以形成複雜的形狀，當經受高速衝擊力時有抵抗脆性斷裂的能力。這些效能使金屬在導電和結構應用上成為最重要的材料類別之一。
金屬在強度和韌性（斷裂抗力）兩方面具有優異的綜合性能。
2.普通的陶瓷包括：沙.磚塊和泥灰.窗玻璃和石墨
3.陶瓷通常由金屬和非金屬原子組成。很多陶瓷是晶體，不是晶體的常見例子是窗玻璃（主要由sio2組成）。
陶瓷中中非金屬元素通常是氧。陶瓷傾向於以脆性形式斷裂，而不是以彎曲來緩解外力。
陶瓷的優點：高溫穩定性，抗化學腐蝕性，不吸收外來物質。
陶瓷中的離子鍵和共價鍵很強。
4.聚合物大部分是共價鍵合，但鏈之間以比較弱的二次鍵互相鍵合，因此強度較低。聚合物一般不能應用於高溫條件，因為在中等溫度下傾向於軟化。**低廉，密度低，易於加工成複雜形狀。
5.複合材料是由兩種或多種材料結合在一起而產生一種新的材料，這種材料的效能用傳統方法是不能得到的。例如：膠合板，混凝土和鋼束輪胎。
6.主要的半導體材料是共價鍵結合的元素矽和鍺以及一系列共價鍵化合物，半導體是陶瓷的一小類。
第二章原子尺度的結構
1.阿累尼烏斯過程（熱啟用過程）遵循的公式：
反應速率=cexp(-q/rt)
c為常數，r為氣體常數，t為熱力學溫度，q為過程的啟用能
r總是具有相同的值，而c和啟用能q卻隨反應變化而變化
2.一次鍵通常比二次鍵強乙個數量級以上
一次鍵的3個主要型別：離子鍵，共價鍵，金屬鍵
二次鍵的2個型別：氫鍵（最強的二次鍵），范德瓦爾鍵
3.離子鍵：包含正電性和負電性兩種元素的化合物最通常的鍵型別
4.配位數：每個原子周圍最鄰近的數目
5.確定半徑比值與所得配位數的關係的限定條件：
（1）正離子與負離子相接觸
（2）給定正離子周圍的負離子數目在幾何上盡可能高
（3）同性的例子不能相互重疊
表：每個配位數的臨界（r/r）比值（p34）
6.離子材料的配位數（**）有幾何構型決定，共價鍵材料的配位數由每個原子的價電層中的電子數決定，金屬固體中原子的配位數主要是由幾何條件決定
7.二次鍵與一次鍵的根本區別：二次鍵既不涉及電子的轉移，也不涉及電子的公用
8.交聯：通過未飽和雙鍵而形成的一次鍵
9．橡膠老化的原因：硫化橡膠的交聯程度並不大，仍然存在大量的未飽和鍵，因此當大氣中的硫或氧侵蝕使用中的硫化橡膠時就會變脆和開裂
第三章晶體結構
1.晶體：以基本的積木塊按一定間隔重複、規則排列方式結晶的材料
2.短程有序（sro）：在乙個中心原子周圍最近鄰原子的區域性排列
長程有序（lro）：材料在比鍵長大得多的距離呈現有序
3.點陣：點的無限延伸的排列，其中每一點被相同型別的臨點所包圍
4.基元：處在乙個點陣的物質群
5.線密度：沿乙個方向單位長度上相同點真的數目
面密度：所關心的面的單位面積上的原子數。只考慮其中心在面上的原子，並且對於公用的權重因子以面積分數給出
體密度：單位體積中的原子數
6．最密排方向：在任何晶系中具有最高ρl的方向
密排面：在任何晶系中具有的密度ρp=1/(2√3r∧2)的面都歸結為密排面
最高密度面：任一晶系中具有最大ρp的晶面。所以，對於任意晶系都有最高密度面卻不一定有密排面
所有的密排面都是最高密度面，但並不是所有最高密度面都是密排面
附：在bcc，fcc，hcp晶體結構中密排方向及最高密度面**（p64）
7.原子堆垛因子（致密度apf）：在晶體結構中原子佔據的體積與可利用的總體積的比率
第四章點缺陷與擴散
1.空位：缺少原子的位置
2.間隙原子：出現在通常不會被佔據的位置的原子
3.空位或間隙原子都屬於點缺陷，點缺陷會通過增加應變能而增加晶體的內能，因此在能量上是不穩定的
4.空位濃度與熱力學溫度的關係：
（nv為t下的空位數；nt為點陣位置總數，qfv為空位形成啟用能）
空位濃度計算式：
（cv無量綱）
弗蘭克爾缺陷的濃度計算：
（cv 、ci 分別為離子晶體中的空位和間隙濃度，q fvi是形成空位和間隙所需要的能量）
5.在比較大的成分範圍形成置換固溶體的條件：
(1)溶質和溶劑的尺寸差別必須不大於15%
（2）兩類原子的電負性必須相當
（3）兩類原子的價必須相似
（4）兩類晶體結構必須是一樣的
6.形成無限固溶體的條件：溶質和溶劑的結構基本一致
7.間隙固溶體不可能形成無限固溶體
8.空位的形成原理(以含mg2+雜質的nacl為例)：
mg2+將會置換na+，，這會導致乙個額外的正電荷，大多數情況是實在地移走乙個正電荷，形成乙個na+空位。這樣除了正常存在空位（熱空位）外，還有與雜質濃度相關的額外空位。（附：
p97例題4-4）
9.擴散的物理描述(菲克第一定律)：
d=d0exp（-q/rt）
其中，j為擴散通量，即單位時間內通過垂直於擴散方向的單位面積的擴散物質質量，d是擴散係數，單位是cm2/s, d0是一常數，q是擴散過程啟用能，單位是j/mol
10.自擴散：在純材料原子中的遷動
自擴散是空位換位機制
11.菲克第二定律：
第五章線、面和體缺陷
1.滑移面：晶體上發生變形的面
滑移方向：在滑移面上沿著它發生變形的方向
滑移系：滑移面和滑移方向的組合
2.臨界分切應力τcr：使塑性變形開始發生的切應力
獲得發生塑性變形必須的臨界正應力σc的大小：
σc=τcr/(cosφcosθ)
（斯密特定律）
φ是力與滑移面法線間的夾角，θ是外力f方向與滑移方向間的夾角
3.柏氏迴路：順時針環繞位錯所獲得的迴路
柏氏向量：乙個由迴路的終點指向開始點的向量。它反映出柏氏迴路包含的位錯所引起點陣畸變的總積累。
4.用柏氏向量可判斷位錯的型別：柏氏向量與位錯線垂直者為刃型位錯，平行者為螺型位錯，既不垂直又不平行者為混合位錯。（人為地規定位錯線的方向為垂直直面向外）
5.螺型位錯的特點：
（1）一定是直線，與滑移向量垂直，位錯移動方向垂直於晶體位錯方向
（2）滑移面不唯一，包含螺型位錯的都可以稱為滑移面
（3）無體積變化
6.位錯的幾個關鍵特徵：
（1）位錯的特徵有它的柏氏向量及位錯線（單位切線向量）間的關係來定義
（2）位錯可在包含柏氏向量和單位切線向量的面上滑移
（3）柏氏向量是固定的乙個位錯的特徵可各點不同，但柏氏向量永遠是一樣的
（4）乙個位錯不能終止在晶體無缺陷區域的中部，它可以終止在晶體表面、在它自身或其它位錯上
7.p129在bcc、fcc、hcp系中的主要滑移系**，p130例題5-3
8.在離子固體中使自身保持電中性的方法：
（1）在晶體學等同位置間最短向量不是離子接觸的方向
（2）在離子固體中，滑移面（即最高密度面）不是密排面
（3）有效滑移系的數目是受限制的，因為會出現與同類離子相互為鄰的相關潛在問題
9.恰如滑移方向並不真正的是密排方向一樣，在離子晶體的滑移面並不是密排面
10.因為小角度晶界是晶體區域性畸變區域。所以，和所有的晶體缺陷一樣，小角度境界有額外能量。晶粒界能隨著取向差角（θ<20 ）而增加。（面缺陷）
11.體缺陷可由點缺陷的叢聚而形成，包括空洞（又稱孔洞，它是空位的3d叢聚）和沉澱物（間隙雜質或置換雜質或二者兼有的3d叢聚）
12.p142例題5-11
第六章非晶態與半晶態材料
1.玻璃：處在低於原子和分子能在類似實驗的時間內發生重新排列的溫度而沒有長程有序的材料
2.橡膠：在實驗的時間內能發生分子重排列無定形固體
3.玻璃轉變溫度：對於任乙個無定形固體，在試驗時間內區分玻璃行為和橡膠行為的臨界溫度
4.在玻璃轉變溫度範圍，分子有移動能力，這可以解釋在這溫度範圍材料的軟化
5.粘度對溫度的依從關係：
φ=1/η=φ0exp(-q/rt)
或η= η0exp (q/rt)
粘性流動是乙個熱啟用過程。φ0是材料常數，φ是流動性，粘度的倒數，q是粘性變形的啟用能，η是粘度
6.數均摩爾質量，重均摩爾質量，聚合度分散性p160
7.聚合物常見的三種構型：無規立構、全同立構、間同立構
8.影響聚合物鏈堆垛效率的幾個因素：
（1）側基的尺寸
（2）鏈分支的程度
（3）立構規整度
（4）重複單元的複雜性
（5）平行鏈段之間二次鍵合程度
9.任何材料都可以形成玻璃，唯一的要求是材料由液態已足夠快的速度冷卻，以使它沒有足夠的時間產生晶體結構
10.網路形成體：滿足扎卡賴亞森規則的氧化物
網路修飾物：除了網路形成體外的氧化物
11.p170網路修飾體的作用和意義，p172熱固性彈性體
第七章相平衡和相圖
1.吉布斯相律：
f=c-p+2（f是自由度數目，c是系統中的組元數，p是處於平衡時的相的數目）
當壓力一定時，f=c-p+1
2.p190槓桿規則
第八章組織轉變動力學與顯微
1.均勻形核：在母相中隨機地形核
2.在相的均勻形核過程中，為匯出一種簡單的有關尺寸與穩定性之間的關係的計算法，作了如下兩個假設：
（1）原子團與液體間介面的能量為各項同性的，即與形成此介面的特定晶面無關。這樣的限制暗示形成的相是球形的。
（2）單位表面的介面能與固相尺寸無關
3.三種一般型別的兩個固相間的介面：
共格介面、半共格介面和非共格介面
材料科學基礎複習總結
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