【知识精讲】23广工835材料科学基础考研知识
01.原子间的键合金属键；离子键、主价健；共价健物理健：次价键氢健：介于化学健和范德华力之间1.金属键(金属键)典型全属原子结构:最外层电子数很少，即价电子极易挣脱原子核之束缚而成为自由电子，形成电子云。金属中自由电子与金属正离子之间构成键合称为金属键特点:电子共有化，既无饱和性又无方向性，形成低能量密堆结构性质:良好导电、导热性能，延展性好
2.离子键(lonic tondingl多数盐类、碱类和金属氧化物实质:金属原子带正电的正离子非金属原子带负电的负离子存在静电引力，离于键特点:以离子而不是以原子为结合单元，要求正负离子相间排列，且无方向性,无饱和性性质:熔点和硬度均较高，良好电绝缘体
3.共价键亚金属(C、Si、 Sn、Ge），聚合物和无机非金属材料实质:由二个或多个电负性差不大的原子间通过共用电子对而成极性键:共用电子对偏于某成键原子非极性键:位于两成键原子中间特点:饱和性，配位数较小，方向性(s电子除外)性质:熔点高、质硬脆、导电能力差
4.范德华力近邻原子相互作用→电荷位移→偶极子→范德华力包括:静电力、诱导力和色散力属物理键，系次价键，不如化学键强大，但能很大程度改变材料性质
5.、氢键极性分子键 存在于HF、H,0、 NH中，在高分子中占重要地位，氢原子中唯一的电子被其它原子所共有(共价键结合)，裸露原子核将与近邻分子的负端相互吸引--氢桥介于化学键与物理键之间，具有饱和性
02.金属及合金的回复与再结晶1.当压力加工温度高于再结晶温度，金属会发生动态再结晶，此时再结晶软化与加工硬度过程同时进行。（对）
2.试述影响冷变形金属加热退火组织的因素及其影响规律。（9分）（参考202页到203页）（1） 当变形量很小时，晶格畸变小，不足以引起再结晶。（2） 当变形量达到2%-10%，只有部分晶粒变形，变形不均匀，再结晶晶粒大小相差悬殊，易相吞并长大，再结晶后晶粒特别粗大，这个变形度升为临界变形度。（3） 当大于临界变形度后，随着变形量的增加，再结晶时形核量大而均匀，使再结晶后晶粒细小而均匀，达到一定变形量后晶粒度基本不变。（4） 再结晶退火温度（5） 原始晶粒尺寸（6） 合金元素及杂质
3.与退火态相比，金属经严重冷变形后的导电性能较好，导热性能较差。（错）
4.将严重冷变形金属加工至再结晶温度以上保温足够时间时，其变形组织会被无畸变的组织所代替，即发生了再结晶。（对）
5.试述影响严重冷变形金属加热再结晶温度以上的温度退后后的晶粒大小的因素及其影响规律。（9分）
6.再结晶是指将严重冷变形金属加热至其再结晶温度以上保温足够时间时，其变形组织会被无畸变的组织所代替的过程。（对）
7.动态再结晶是指材料高于其再结晶温度的某一温度下进行的、同时存在加工硬化与在结晶软化的过程。（对）
8.试述变形程度对冷变形金属再结晶退火后的组织和性能的影响。
9.试述严重冷变形金属的再结晶过程以及影响再结晶晶粒大小的因素。（9分）
再结晶过程：再结晶包括成核与长大两个过程，再结晶的形核，随变形量的不同有不同的形核机制。（参考199也扩展）。影响因素同2012年。
10.试述动态再结晶过程及当此过程结束后并冷却至室温后的显微组织的影响因素。（9分）答：动态再结晶也是形核和长大的过程，同时还进行着变形。冷却至室温后的组织：①稳定阶段动态再结晶呈等轴状，晶粒内部包含着被位错纠缠所包含的亚晶粒②动态再结晶晶界迁移速度较慢，这是由于边形变、边发生再结晶造成的，动态再结晶晶粒比静态要细些③如果将动态再结晶组织迅速冷却下来，就可以获得比冷变形加再结晶退火要高的强度和硬度。
11.试述以再结晶为目的的热处理温度对严重冷变形金属再结晶过程及其再结晶晶粒大小的影响。（9分）答：严重冷变形的金属内部有许多纤维组织和形变织构，当温度加热到再结晶温度时，新的无畸变等轴晶粒迅速在基体内产生并迅速在基体内产生并完全取代变形晶粒，当温度进一步升高或延长保温时间，晶粒会继续长大变的粗大。经冷塑形的金属晶体加热到再结晶温度以上的某温度热处理时，将发生回复再结晶，其再结晶温度与变形程度有关，变形程度越大，再结晶温度越低。（×）
12.试述冷变形程度对金属再结晶过程及再结晶晶粒大小的影响。（同上）答：严重冷变形的金属内部有许多纤维组织和形变织构，当温度加热到再结晶温度时，新的无畸变的等轴晶粒迅速在基体内产生，并完全取代变形晶粒，当温度进一步升高或延长保温时间，晶粒会继续长大变的粗大。①当变形量很小时，晶格畸变小，不足以引起再结晶。②当变形量达到2%-10%，只有部分晶粒变形，变形不均匀，再结晶晶粒大小相差悬殊，易相吞并长大，再结晶后晶粒特别粗大，这个变形度升为临界变形度。③当大于临界变形度后，随着变形量的增加，再结晶时形核量大而均匀，使再结晶后晶粒细小而均匀，达到一定变形量后晶粒度基本不变。
03.固体结构一、晶体学基础
1空间点阵与晶体结构(1) 空间点阵:由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。(2) 晶体结构:原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。特征:a可能存在局部缺陷;b可有无限多种。(3)形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角a ,β ,γ表示。(4) 晶胞中点的位置表示3布拉菲点阵14种点阵分属7个晶系。4晶向指数与晶面指数晶向:空间点阵中各阵点列的方向。晶面:通过空间点阵中任意-组阵点的平面。国际上通用米勒指数标定晶向和晶面。
(1) 晶向指数的标定a建立坐标系。b求坐标。u',v',w'。c化整数。u,v,w.d加[ ]。。说明:a指数意义:代表相互平行、方向一致的所有晶向。b负值:标于数字上方，表示同一晶向的相反方向。c晶向族:晶体中原子排列情况相同但空间位向不同的一组晶向。用表示，数字相同，但排列顺序不同或正负号不同的晶向属于同一晶向族。
(2)晶面指数的标定a建立坐标系:确定原点(非阵点)、坐标轴和度量单位。b量截距: x,y,z。c取倒数: h',k',I'。d化整数: h,k,k。e加圆括号: (hkl)。说明:a指数意义:代表一组平行的晶面;b 0的意义:面与对应的轴平行;c平行晶面:指数相同，或数字相同但正负号相反;d晶面族:晶体中具有相同条件(原子排列和晶面间距完全相同)，空间位向不同的各组晶面。用{hkl}表示。e若晶面与晶向同面，则hu+kv+lw=0;f若晶面与晶向垂直，则u=h, k=v, w=l。
(3)六方系晶向指数和晶面指数a六方系指数标定的特殊性:四轴坐标系( 等价晶面不具有等价指数)。b晶面指数的标定标法与立方系相同(四个截距);用四个数字(hkil)表示; i=-(h+k)。
(4)晶带a:平行于某一晶向直线所有晶面的组合。b性质:晶带用晶带轴的晶向指数表示;晶带面//晶带轴;晶带定律：hu+kv+lw=0.凡满足上式的晶面都属于以为晶带轴的晶带。推论:(a)由两晶面(h1k1l1) (h2k2l2)求其晶带轴:u=k1l2-k2h1; v= l1h2-l2h1; w=h1k2-h2k1。(b)由两晶向[ u2v2w2]求其决定的晶面(hkl)。h=v1w1- v2w2; k=w1u2- w2u1; l= u1v2- u2v1
(5)晶面间距a -- - -组平行晶面中，相邻两个平行晶面之间的距离。b计算公式(简单立方):d=a/(h2+k2+l2)1/2注意:只适用于简单晶胞;对于面心立方hkl不全为偶、奇数，体心立方h+k+l=奇数时，d（nkl）=d/2。（因为有附加面）
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