1、名詞解釋
（1）勻晶轉變：由液相結晶出單相固溶體的過程稱為勻晶轉變。
（2）共晶轉變：合金系中某一定化學成分的合金在一定溫度下，同時由液相中結晶出兩種不同成分和不同晶體結構的固相的過程稱為共晶轉變。
（3）包晶轉變：成分為h點的δ固相，與它周圍成分為b點的液相l，在一定的溫度時，δ固相與l液相相互作用轉變成成分是j點的另一新相γ固溶體，這一轉變叫包晶轉變或包晶反應。即hjb---包晶轉變線，lb+δh→rj
（4）枝晶偏析：合金以樹枝狀凝固時，枝晶幹中心部位與枝晶間的溶質濃度明顯不同的成分不均勻現象。
（5）晶界偏析：晶粒內雜質原子周圍形成乙個很強的彈性應變場,相應的化學勢較高,而晶界處結構疏鬆,應變場弱,化學勢低,所以晶粒內雜質會在晶界聚集,這種使得溶質在表面或介面上聚集的現象稱為晶界偏析
（6）亞共晶合金：溶質含量低於共晶成分，凝固時初生相為基體相的共晶系合金。
（7）偽共晶：非平衡凝固時，共晶合金可能獲得亞（或過）共晶組織，非共晶合金也可能獲得全部共晶組織，這種由非共晶合金所獲得的全部共晶組織稱為偽共晶組織。
（8）離異共晶：在共晶轉變時，共晶中與初晶相同的那個相即附著在初晶相之上，而剩下的另一相則單獨存在於初晶晶粒的晶界處，從而失去共晶組織的特徵，這種被分離開來的共晶組織稱為離異共晶。
（9）纖維組織：當變形量很大時，晶粒變得模糊不清，晶粒已難以分辨而呈現出一片如纖維狀的條紋，這稱為纖維組織。
（10）胞狀亞結構：經一定量的塑性變形後，晶體中的位錯線通過運動與互動作用，開始呈現紛亂的不均勻分布，並形成位錯纏結，進一步增加變形度時，大量位錯發生聚集，並由纏結的位錯組成胞狀亞結構。
（11）加工硬化：隨著冷變形程度的增加，金屬材料強度和硬度指標都有所提高，但塑性、韌性有所下降。
（12）結構起伏：液態結構的最重要特徵是原子排列為長程無序、短程有序，並且短程有序原子集團不是固定不變的，它是一種此消彼長、瞬息萬變、尺寸不穩定的結構，這種現象稱為結構起伏。
（13）能量起伏：能量起伏是指體系中每個微小體積所實際具有的能量，會偏離體系平均能量水平而瞬時漲落的現象。
（14）垂直長大：對於粗糙介面，由於介面上約有一半的原子位置空著，故液相的原子可以進入這些位置與晶體結合起來，晶體便連續地向液相中生長，故這種長大方式為垂直生長。
（15）滑移臨界分切應力：晶體的滑移是在切應力作用下進行的，但其中許多滑移系並非同時參與滑移，而只有當外力在某一滑移系中的分切應力達到一定臨界值時，該滑移系方可以首先發生滑移，該分切應力稱為滑移的臨界分切應力。
（16）樹枝狀長大：當相介面處的溫度由於結晶潛熱的釋放而公升高，使液相處於過冷條件時，則可能產生負的溫度梯度。此時，相介面上產生的結晶潛熱即可通過固相也可通過液相而散失。
相介面的推移不只由固相的傳熱速度所控制，在這種情況下，如果部分的相介面生長凸出到前面的液相中，則能處於溫度最低（即過冷度最大）的液相中，使凸出部分的生長速度增大而進一步伸向液相中。在這種情況下，液-固介面就不可能保持平面狀而會形成許多伸向液體的分枝（沿一定的晶向軸），同時在這些晶枝上又有可能會長出二次晶枝，在二次晶枝上再長出三次晶枝，晶體的這種生長方式稱為樹枝生長或樹枝狀結晶。
2、什麼是彈性形變？並用雙原子分子模型來解釋其物理本質。
【答】彈性變形是指外力去除後能夠完全恢復的那部分變形，可從原子間結合力的角度來了解它的物理本質。
原子處於平衡時，其原子間距為r0，勢能u處於最低位置，相互作用力為零，這是最穩定的狀態。當原子受力後將偏離其平衡位置，原子間距增大時將產生引力；原子間距減小時將產生斥力。這樣，外力去除後，原子都會恢復其原來的平衡位置，所產生的變形便完全消失，這就是彈性變形。
3、為什麼滑移面和滑移方向往往是金屬晶體中原子排列最密的晶面和晶向？
【答】這是因為原子密度最大的晶面其面間距最大，點陣阻力最小，因而容易沿著這些面發生滑移；滑移方向為原子密度最大的方向是由於最密排方向上的原子間距最短，即位錯b最小。
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'33', 'h': '38', 'eqmath': ' \\o\\ac(○,1)'}]簡述不可形變第二相瀰散強化機制。
【答】位錯繞過機制是不可變形第二相瀰散顆粒的強化機制，即由於不可變形顆粒對位錯的斥力足夠大，位錯運動受阻，以彎曲形式向前移動，異號位錯相互抵消，留下圍繞顆粒的位錯環後，位錯繼續向前滑移。顆粒半徑或顆粒間距越小，不可形變第二相瀰散強化效果越明顯；當顆粒尺寸一定時，體積分數越大，強化效果越好。
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'33', 'h': '38', 'eqmath': ' \\o\\ac(○,2)'}]簡述可形變第二相瀰散強化機制。
【答】當第二相為可變形微粒時，滑移位錯將切過粒子，並使之隨同基體一起變形，即所謂切過強化機制。第二相粒子與基體保持共格或半共格、彈性模量的差異、晶體結構差異等均造成位錯運動受阻。此外，增加可變形粒子的尺寸和體積分數，有利於提高強度。
5、分析純金屬生長形態與溫度梯度的關係。
【答】純金屬生長形態是指晶體巨集觀長大時介面的形貌。介面形貌取決於介面前沿液體的溫度分布。
(1) 平面狀長大：當液體具有正溫度梯度時，晶體以平直介面方式推移長大。此時，介面上任何偶然的、小的凸起伸入液體時，都會使其過冷度減小，長大速率降低或停止長大，而被周圍部分趕上，因而能保持平直介面的推移。
長大中晶體沿平行溫度梯度的方向生長，或沿散熱的反方向生長，而其他方向的生長則受到抑制。
(2) 樹枝狀長大：當液體具有負溫度梯度時，在介面上若形成偶然的凸起伸入前沿液體時，由於前方液體有更大的過冷度，有利於晶體長大和凝固潛熱的散失，從而形成枝晶的一次軸。乙個枝晶的形成，其潛熱使鄰近液體溫度公升高，過冷度降低，因此，類似的枝晶只在相鄰一定間距的介面上形成，相互平行分布。
在一次枝晶處的溫度比枝晶間溫度要高，這種負溫度梯度使一次軸上又長出二次軸分枝。同樣，還會產生多次分枝。枝晶生長的最後階段，由於凝固潛熱放出，使枝晶周圍的液體溫度公升高至熔點以上，液體**現正溫度梯度，此時晶體長大依靠平介面方式推進，直至枝晶間隙全部被填滿為止。
6、分析加工硬化、細晶強化、固溶強化與第二相強化在本質上有什麼異同？（討論）
【答】相同點：都是位錯運動受阻，增加了位錯滑動的阻力，即提高了塑性變形的阻力，使得材料得到強化。 不同點：
①加工硬化：位錯密度增大，位錯阻力和形成割階消耗外力所做的功；②細晶強化：增加了晶界，增加了位錯塞積的範圍；③固溶強化：
溶質原子沿位錯聚集並釘扎位錯；④第二相強化：分散的強化相顆粒迫使位錯切過或繞過強化相顆粒而額外做功
7、純金屬凝固時，均勻形核和非均勻形核的形核功大小是否相同？一般情況下兩者哪乙個大？為什麼？什麼情況下兩者相同？
【答】兩者不相同，一般情況下，非均勻形核的形核功小。這是因為非均勻形核時，形核是在一定形核位置（如模壁、形核劑顆粒等）上進行的，其形核功的大小取決於晶核和形核位置之間的介面能和接觸角，設晶胚的形狀為球冠，則非均勻形核功與均勻形核功之比為一般情況下，所以非均勻形核的形核功小於均勻形核的形核功。只有在形核位置與金屬完全不潤濕的情況下，此時，即非均形核功的形核功才和均勻形核的形核功相等。
8、什麼叫臨界晶核？它的物理意義及與過冷度的定量關係如何？
根據自由能與晶坯半徑的變化關係，可以知道rr*的晶胚才有可能成核；而r=r*的晶胚既可能消失，也可能穩定長大。因此，半徑為r*的晶胚稱為臨界晶核。其物理意義是，過冷液體中湧現出來的短程有序的原子團，當其尺寸r>r*時，這樣的原子團便可成為晶核而長大。
臨界晶核半徑r*，其大小與過冷度有關。
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9、胞狀亞結構的形成條件是什麼？
【答】經一定塑性變形後，變形晶體中位錯線通過運動互動作用，形成位錯纏結，進一步增加變形量，大量位錯發生聚集，並由纏結的位錯組成胞狀亞結構。變形度越大，胞狀亞結構數量越多，尺寸越小。
10、根據凝固理論，試述細化晶粒的基本途徑。
【答】由凝固理論可知，結晶時單位體積中的晶粒數目z取決於形核率n和晶體長大速率vg兩個因素，即即z∝n/vg 。基本途徑：
（1）增加過冷度△t。△t增加，n和vg隨之增加．但是n的增長率大於vg的增長率。因而，n/vg的值增加，即z增多。
（2）加入形核質，即變質處理。加入形核質後，可以促使過冷液體發生非均勻形核。即不但使非均勻形核所需要的基底增多，而且使臨界晶核體積減小，這都將使品核數目增加，從而細化晶粒。
（3）振動結晶。振動，一方面提供了形核所需要的能量，另一方面可以使正在生長的晶體破斷，可增加更多的結晶核心，從而使晶粒細化。
11、若在晶體中形成乙個半徑為r的球形晶核時，證明臨界形核功△gc與臨界晶核體積vc之間的關係為
12、會推導乙個半徑為r的球形晶核的臨界形核功，臨界形核半徑，及臨界形核功與臨界晶核體積，表面能的關係。
=13、二元合金相圖分析：
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'33', 'h': '38', 'eqmath': ' \\o\\ac(○,1)'}]會畫相圖[\\mkern-13mu', 'altimg':
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'38', 'eqmath': ' \\o\\ac(○,2)'}]會標組織組成物[\\mkern-13mu', 'altimg': 'd05806a91d1fe4875a3b01149d08d6b3.
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' \\o\\ac(○,3)'}]會分析凝固過程[\\mkern-13mu', 'altimg': '289b460b6f36c7bbc07754bd0bc0403b.png', 'w':
'33', 'h': '38', 'eqmath': ' \\o\\ac(○,4)'}]會畫冷卻曲線[\\mkern-13mu', 'altimg':
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'38', 'eqmath': ' \\o\\ac(○,5)'}]會求解合金成分以及兩相的相對含量。
材料科學基礎 總結
第一部分材料結構的基本知識 離子鍵由原子通過相互得失價電子形成正 負離子，正 負離子的相互吸引而形成的鍵。共價鍵通過相鄰原子間形成共用電子的方式使每個原子的最外層電子數都達到穩定的八個，其形成的鍵為共價鍵。金屬鍵金屬很容易失去最外層的價電子而形成正離子和自由電子，當許多金屬結合時，失去價電子的金屬正...
材料科學基礎複習總結
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固體結構 一 原子結構與鍵合 原子結構 元素的核外電子分布 原子間的鍵合 金屬鍵 掌握金屬的電子結構特徵，金屬鍵的特徵，懂得用上述內容解釋金屬的特有的效能 金屬鍵 metallic bonding 一次鍵 典型金屬原子結構 最外層電子數很少，即價電子 valence electron 極易掙脫原子核...