第一章：金屬及合金的固態結構
1． 純金屬的典型結構模型：麵心立方(fcc)、密集六方(hcp)和體心立方(bcc)結構模型。
2． 合金中的典型結構：
（1） 代位固溶體和有序固溶體——異類原子按任意比例（在一定成分範圍內）統計式的分布在各類結構中各相應晶面上，並處於與主組元相似的正常位置，猶如主組元的一部分原子被其它組元的原子所取代似的，但始終保持著主組元的結構型別。這類結構叫代位固溶體結構。若異類原子不是統計式的分布，而是按一定的順序分布，這類結構叫有序固溶體結構。
（2） 異類原子分布在主組元原子間的空隙中，這種結構屬於間隙固溶體結構。
（3） 各組元原子按一定比例和一定順序，共同組成乙個新的，不同於其任一組元的典型結構，這種結構屬於金屬化合物型別。
3． 空間點陣：在空間由點排列成的無限陣列，其中每乙個點都和其他所有的點具有相同的環境，這種點的排列就稱為空間點陣。
4． 單胞：我們在空間點陣中選取乙個能夠點陣特點的最小單元來作為分析代表，一般來說，只要取最鄰近的這樣八個陣點，以其為頂點能夠構成乙個體積最小，對稱性最高的平行六面體，這個六面體構成了點陣的基元，稱之為單胞，有時也叫基胞。
5． 點陣引數：選取單胞的乙個頂點作為參考座標原點，並以通過此頂點的三個稜邊分別作為座標的三個軸x、y、z，，稱之為晶軸。晶軸分別以單胞各相應邊的長度a、b、c作為量度單位。
對一定的點陣來說，各晶軸之間的夾角為定值，通常以α、β、γ本別表示yz、zx、xy軸間的夾角。這六個量就是表徵點陣特徵的六個參量，通常叫點陣引數，前三個有時叫點陣常數。
6． 七大晶系：三斜、單斜、正交、六方、稜方、正方、立方。
7． 復合單胞：單胞中若除了八個頂角上的陣點外，還在其它位置，如面心、體心或稜的中心等處也分布著陣點，那麼這種單胞就叫復合單胞。復合單胞沿三個晶軸在空間重複平移而組成的點陣稱復合點陣。
8． 布喇菲點陣：布喇菲證明除了7種簡單單胞外，還可以有7種不同的復合單胞，即共有14種點陣，這14種點陣，無論是簡單的或復合的，都可以看做是單胞中的陣點沿三個晶軸，分別以三個點陣常數為單位向量做平移運動而組成的，稱布喇菲點陣。
9． 空間點陣與晶體結構的關係：空間點陣+結構基元=晶體結構。空間點陣只具有幾何意義，它可以用來描敘晶體內部原子排列的規律性。
當在空間點陣中按大小比例安置具體物質的原子、分子、離子或原子群時，它便成為這一物質的理想晶體結構模型。如果在空間點陣上，用一些點標出具體物質的原子、分子、離子或原子集團的中心位置時，那麼這種點陣可稱之為晶體點陣，它的單胞稱晶胞。晶體點陣是用來表示具體物質的理想結構的。
空間點陣只有14種，但可以描敘許多相似的晶體結構，因為（1）點陣引數可以變化（2）每個陣點既可以是單原子或但離子，也可以是分子或原子群。總之，晶體點陣或晶胞是表示具體晶體結構的，而14種空間點陣或單胞則是用來區分晶體結構型別的。
10． 晶面指數和晶向指數。
11． 原子結合鍵的型別
（1） 離子鍵：當一正電性元素和一負電性元素相接觸時，由於電子一失一得，使它們各自變成正離子和負離子，二者靠靜電作用互相結合起來，這種結合方式叫離子鍵。
（2） 共價鍵：處於週期表偏中間的一些元素，得失電子的機會近似，大多既可形成正離子也可形成負離子。這些元素化合時多形成共價鍵。
所謂共價鍵，其特點是相鄰原子各給出乙個電子，作為二者所共有，兩個正離子即靠運動於期間的這對共有電子作用而相互結合起來。
（3） 金屬鍵：處於集聚狀態的金屬原子，全部或大部分將它們的價電子貢獻出來，作為整個原子集體所公有。這些公有化的電子也稱自由電子，它們組成電子雲，在點陣的週期場中按量子力學規律運動著；而貢獻出電子的原子則變成正離子，它沉浸在電子雲中，它們依靠運動於其間的公有化自由電子的靜電作用而結合起來，它無所謂飽和性和方向性的問題。
（4） 極化鍵：當一些不易得失電子的中性原子和分子接觸時，若各自內部的電子發生不均勻的重分布，那麼便會出現電荷的不均勻性，使其一端呈現負電荷，另一端呈現正電荷，這種現象叫原子或分子的極化。被極化了的原子或分子之間，依靠正、負極的相互作用而結合起來叫極化鍵。
12． 金屬鍵的**：正離子和自由電子之間的引力；正離子之間各自內部已滿額的電子層的斥力；正離子之間由於電荷相似而引起的斥力；當原子接近到一定距離時，由於電子雲的重疊而引起的泡裡斥力。
13． 開放型金屬與封閉型金屬：不同金屬間的差別在於作用力曲線或作用能曲線的曲率或勢阱深度不同。曲線在原子平衡點附近較平緩，勢阱也小，說明原子間作用力弱或結合能小，此類金屬原子在平衡時內層電子實際上並沒有相接觸，正離子之間還有相當大的間隔，原子易壓縮，剛度小，稱之為開放型金屬；另一類作用力強，結合能大，內層電子已有相當的重疊，原子很不易壓縮，剛度大，因此稱為封閉型金屬。
封閉型金屬一般彈性模量大，熱膨脹係數小，熔點高，比熱大，強度高。
14． 原子半徑：通常多沿晶體中原子線密度最大的晶向，取相鄰兩原子平衡距離之半作為原子半徑，這是原子半徑的物理含義，它與晶體的點陣常數有密切關係。
15． 影響合金結構的基本因素：
(1)異類原子間的相互作用因素（電化學因素）：異類原子之間的作用大致可分為三種：和同類原子作用相同，相互間吸引力較大，相互間排斥力較大，與此對應，當異類原子原子數增加時，引起的能量變化也是三種：
不變，降低，公升高，原子間的分布也相應出現三種情況①異類原子可以統計式的均勻混合在一起，就好象同種原子一樣不會引起能量的變化，因而也不會影響結構的穩定性，合金始終保持著純組元原來的結構型別②當異類原子吸引力大於同類原子間的吸引力時，異類原子會相互為鄰，將使能量降低。當異類原子電化性相差不大時，可形成有序固溶體結構，電化性相差增大，會形成金屬化合物甚至正常價化合物結構③當異類原子吸引力小於同類原子吸引力時，它們將力求各自聚集在一起，並形成各自固有的晶體結構，這樣，合金中將會出現兩種不同成分和不同結構的晶粒，內部各自聚集著一類原子，外部則通過晶界相互結合在一起。
(2)原子相對尺寸因素：原子相對尺寸的變化將引起配位數的變化，配位數變化，結構型別就會改變，若配位數不變，至少也會使點陣發生畸變，畸變引起能量公升高，從而結構不穩定。這裡還有乙個異類原子相對量的的問題。
(3)電子濃度因素：電子濃度是指金屬晶體中平均乙個原子所具有的自由電子數。在金屬晶體結構的單位體積中，能容納的自由電子數是有限的，超過這個限度，能量上公升引起結構的不穩定甚至改組。
(4)其他因素如溫度、壓力等對結構也有影響。
16． 中間相：在合金中所形成的那些與其純組元結構型別不相同的相，統稱中間相，或金屬化合物。
17． 固溶體的概念：固溶體是指溶質組元溶於溶劑點陣中而組成的單一的均勻固體。固溶體溶質只能以原子狀態溶解，在結構上的特點是必須保證溶劑組元的點陣型別。
18． 固溶體的分類：按溶劑——一次固溶體，二次固溶體；按固溶度——有限固溶體， 無限固溶體；按溶質原子在晶體點陣中所佔的位置分類——代位固溶體，間隙固溶體，缺位固溶體；按溶質原子與溶劑原子的相對分布進行分類——無序固溶體，有序固溶體。
19． 有序固溶體：溶質原子按適當比例按一定順序和一定方向，圍繞著溶劑原子分布時，叫有序固溶體，既可以是代位式的有序，也可以是間隙式的有序。
20． 影響固溶度的因素：
(1)原子尺寸因素：組元原子間的相對尺寸對形成固溶體起重要作用，大量實驗表明，具有相當固溶度的代位固溶體和間隙固溶體其溶質原子與溶劑原子的相對差都有一定範圍。而定性考慮，不同尺寸的異類原子組合在一起，會引起點陣畸變，畸變能公升高，而原子尺寸相差越大，畸變能也越大，應力也越大，點陣也越不穩定，直到溶劑點陣不能在進一步維持時即達到固溶極限。
(2)負電性因素：元素的負電性表示這個元素的原子在異類原子的集合體中或分子中能吸引電子作為自身所有的一種能力。當進行合金化時，組元之間負電性相差越大，越有利於形成化合物，而不利於形成固溶體，所形成的化合物越穩定，固溶度也必越小。
派生出乙個規律：如果溶質組元在給定合金中能夠以不同狀態存在的話，溶質存在的狀態越穩定，其固溶度就越小。
(3)電子濃度因素：其一是原子價效應，即在一些以一價金屬為溶劑的固溶體裡，溶質的原子價越高，則其最大固溶度便越小。其二是相對價效應，即對給定的兩組元來說，當其它條件相同時，**組元在低價組元中的固溶度較之相反的固溶度要大。
一般先考慮尺寸因素，再考慮其它因素，另外還會有次要因素會影響固溶度。
21． 晶體缺陷型別：
點缺陷——三個方向的尺寸都很小，不超過幾個原子的間距，如各種溶質原子所引起的畸變，空位、間隙原子以及這幾類缺陷的複合體等。
線缺陷——在兩個方向上的尺寸很小，而在第三個方向上尺寸則很大，甚至可以貫穿整個晶體，這一類缺陷主要是位錯。
面缺陷——缺陷在乙個方向上尺寸很小，而在其餘兩個方向上的尺寸責很大，晶體的外表面及各種內表面，一般晶界、孿晶界、亞晶界、相界及層錯等屬於這一類。
體缺陷——缺陷在三個方向的尺寸都較大，但不是很大，如固溶體內的偏聚區等。
22． 點陣畸變：無論是在代位固溶體或間隙固溶體中，在每個溶質原子周圍的一定範圍內，溶劑原子排列的正常規律性都會受到不同程度的干擾，這就叫點陣畸變。
23． 偏聚與有序化：當同種原子間的作用力比異種原子間的作用力大時，溶質原子易於分割槽聚攏在一起，形成許多偏聚區；反之當異種原子間的作用力較大時，則溶質原子大多易於彼此遠離，其緊鄰或近鄰都為溶劑原子，由此出現了小範圍內的有序分布，稱短程有序。
24． 固溶體結構特點：點陣畸變，點陣常數的變化，偏聚與有序化，有序固溶體。
25． 固溶體在效能方面的特點：（1）一般來說，在強度方面，如硬度、屈服強度、抗拉強度等，比其兩個純組元的平均值高，但比一般化合物低；在範性和韌性方面，如延伸率、面縮率等，比其兩個純組元的平均值略低，但比一般化合物要高的多，而且有的固溶體其範性和韌性比其組元的還要高。因此，固溶體具有較為優越的綜合力學效能。
（2）在其它物理效能方面也有變化，如導電率下降，電阻公升高，電阻溫度係數減小。（3）固溶體的效能除了受溶質組元的不同及起含量多少而變化，還受溶質組元分布狀況及結構和組織方面的各種因素影響，如偏聚或有序化都會使固溶體的硬度、強度進一步提高，而範性、韌性進一步下降。
26． 位錯是一種特殊的晶體缺陷，其特點是圍繞著一條很長的線（相對於晶體來說），在一定範圍內原子都發生了有規律的錯動，都離開了它們原來的平衡位置，所以叫位錯。
第九章非鐵金屬及合金
11 防鏽鋁具有很好的性。二 判斷題 1 lf5 ld4 ly12都是形變鋁合金。2 普通黃銅中鋅含量一般不超過45 3 工業純鋁有較高的強度，常用來製造工程結構件和金屬零件。4 含鋅量為30 左右的普通黃銅，塑性最好。5 特殊黃銅是不含鋅元素的黃銅。6 ld2和ld4鋁合金具有優良的鍛造效能。7 ...
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