材料組織與研究總結

2022-03-27 01:19:29 字數 2552 閱讀 1529

空間點陣:組成晶體的粒子(原子、離子或分子)在三維空間中形成有規律的某種對稱排列,如果我們用點來代表組成晶體的粒子,這些點的空間排列就稱為空間點陣。點陣中的各個點,稱為陣點。

空間點陣是一種數學抽象。

晶胞:晶胞是晶體結構中最小的週期性重複的單元。

形核率:單位時間內,單位體積液體中晶核的生成數量叫作形核率。

1.單晶,多晶,非晶等的區別

晶態物質按其晶體結晶過程中的巨集觀聚集狀況及晶粒粒徑,有單晶、雙晶、多晶、微晶等存在形態的區分。若整個固體是乙個晶粒就是單晶,多個晶粒就是多晶。

晶體共同特點:均勻性,各向異性,固定熔點,規則外形和對稱性。

非晶態呈有近程有序而遠端無序的結構特徵,非晶態固體巨集觀上表現為各向同性,熔解時無明顯的熔點,只是隨溫度的公升高而逐漸軟化,粘滯性減小,並逐漸過渡到液態。

晶體的長程有序結構使其內能處於最低狀態,而非晶態固體由於長程無序而使其內能並不處於最低狀態。

2.晶向與晶面的關係

為了便於確定和區別晶體中不同方位的晶向和晶面,國際上通用密勒指數來統一標定晶向指數與晶面指數。

a.晶向指數

b.晶面指數

c.六方晶系指數

d.晶帶

所有平行或相交於同一直線的這些晶面構成乙個晶軸,此直線稱為晶帶軸。屬此晶帶的晶面稱為晶帶面。晶帶軸[u v w]與該晶帶的晶面(h k l)之間存在以下關係:

hu + kv + lw = 0。凡滿足此關係的晶面都屬於以[u v w]為晶帶軸的晶帶,故此關係式也稱作晶帶定律。

e.晶面間距

由晶面指數還可求出面間距dhkl。通常,低指數的面間距較大,而高指數的晶面間距則較小。

3.布拉格定律

布拉格定律用公式表達為:2dsinx=n*λ(d為平行原子平面的間距,λ為入射波波長,x為入射光與晶面之夾角)

布拉格定律的成立條件是波長小於等於2d。

布拉格定律是晶格週期性的直接結果。

4.晶體缺陷的種類

點缺陷,其特徵是三個方向的尺寸都很小。線缺陷,在兩個方向上尺寸很小(與點缺陷相似),而第三方向上的尺寸卻很大,甚者可以貫穿整個晶體,屬於這一類的主要是位錯(dislocation)。面缺陷,缺陷在乙個方向上的尺寸很小(同點缺陷),而其餘兩個方向上的尺寸很大。

體缺陷,在三個方向上尺寸都很大。

5.點缺陷分類

弗蘭克爾缺陷,具有足夠大能量的原子(離子)離開平衡位置後,擠入晶格間隙中,形成間隙原子離子),在原來位置上留下空位。

肖脫基缺陷,表面層原子獲得較大能量,離開原來格點位跑到表面外新的格點位,原來位置形成空位這樣晶格深處的原子就依次填入,結果表面上的空

位逐漸轉移到內部去。

雜質或溶質原子,晶體中的外來原子,即雜質或溶質原子,是稱作化學缺陷的另一類點缺陷,它們可以以代位或填隙方式存在。間隙式(小原子)或置換式(大原子)。

6.位錯的滑移特徵位錯型別-柏氏向量-位錯線運動方向-晶體滑移方向-切應力方向-滑移面數目刃型位錯-⊥位錯線

7.間隙固溶體,間隙相,間隙化合物的定義是什麼?有什麼區別?

a.間隙固溶體,溶質原子佔據溶劑晶格中的間隙位置而形成的固溶體。若干溶質質點嵌入固相溶劑質點的間隙中而構成的固溶體。間隙固溶體的形成常有助於晶體的硬度、熔點和強度的提高。

b.間隙相當非金屬原子半徑與金屬原子半徑的比值小於0.59時,形成的筒單晶體結構的間隙化合物,稱為間隙相。

c.間隙化合物指由過渡族金屬元素與碳、氮、氫、硼等原子半徑較小的非金屬元素形成的金屬化合物。

d.區別:根據組成元素原子半徑比值及結構特徵的不同,可將間隙化合物分為間隙相和具有複雜結構的間隙化合物。

當非金屬與金屬的原子半徑比是小於0.59時,形成具有單晶格的間隙化合物,稱為間隙相。當比值大於0.

59時,形成具有複雜結構的間隙化合物。

8.什麼是過冷現象和過冷度?

實際上液態金屬總是冷卻到理論結晶溫度以下才開始結晶,時間結晶溫度低於理論結晶溫度,這一現象成為過冷現象。理論結晶溫度和實際結晶溫度之間的差稱為過冷度。

9.冷卻速度的影響冷卻速度愈慢,即過冷度愈小,愈有利於按照fe-g相圖進行結晶,對石墨化愈有利,反之冷卻速度愈快,過冷度增大,不利於鐵和碳原子的長距離擴散,愈有利於按fe-fe3c相圖進行結晶,不利於石墨化的進行。

10.彈性變形與塑性變形各有什麼特點彈性形變:材料在外力作用下產生變形,當外力取消後,材料變形即可消失並能完全恢復原來形狀的性質稱為彈性。這種可恢復的變形稱為彈性變形。

塑性變形:是物質-包括流體及固體在一定的條件下,在外力的作用下產生形變,當施加的外力撤除或消失後該物體不能恢復原狀的一種物理現象。

11.疲勞強度、衝擊韌度、細晶強化、固溶強化。

疲勞強度:是指金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應力稱為疲勞強度或疲勞極限。

衝擊韌度:表示材料在衝擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。

細晶強化:晶界是位錯運動的阻礙,晶粒小相界多。減少晶粒尺寸會減少晶粒內部位錯

錯塞積的數量,減少位錯塞積群的長度,降低塞積點處的應力,相鄰晶粒中位錯源開動所需的外加切應力提高,屈服強度增加。

固溶強化:在純金屬中加入溶質原子形成固溶合金,將顯著提高屈服強度,此即為固溶強化。溶質原子與基體原子尺寸差別越大,引起的彈性畸變越大,溶質原子濃度越高,引起的彈性畸變越大,對位錯的阻礙作用越強,固溶強化作用越大。

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