广工考研论坛_广东工业大学考研论坛_广工考研辅导网(gdutkaoyan.com)

标题: 【知识精讲】23广工材料与化工专业考研知识——835材料科... [打印本页]

作者: 广工引路人 时间: 2022-2-10 10:02
标题: 【知识精讲】23广工材料与化工专业考研知识——835材料科...

01晶体缺陷

晶体缺陷:实际晶体中与理想点阵结构发生偏差的区域。(晶体缺陷可分为以下三类。)点缺陷:在三维空间各方向上尺寸都很小的缺陷。零维缺陷如空位、间隙原子、异类原子等。线缺陷:在两个方向上尺寸很小,而另一个方向上尺寸较大的缺陷。一维缺陷主要就是位错。面缺陷:在一个方向上尺寸很小,在另外两个方向上尺寸较大的缺陷。二维缺陷如晶界、相界、孪晶界和堆垛层错面等。1 点缺陷的类型（1）空位:肖脱基空位、弗兰克尔空位（2）间隙原子:位于晶体点阵间隙的原子。（3）置换原子:位于晶体点阵位置的异类原子。2 点缺陷的产生及其运动（1）点缺陷的产生平衡点缺陷:热振动中的能力起伏。过饱与点缺陷:外来作用,如高温淬火、辐照、冷加工等。（2）点缺陷的运动(迁移、复合－浓度降低;聚集－浓度升高－塌陷)3 点缺陷与材料行为(1)结构变化:晶格畸变(如空位引起晶格收缩,间隙原子引起晶格膨胀,置换原子可引起收缩或膨胀)。(2)性能变化:物理性能(如电阻率增大,密度减小)。力学性能(屈服强度提高)。二线缺陷(位错)位错:晶体中某处一列或若干列原子有规律的错排。意义

对材料的力学行为如塑性变形、强度、断裂等起着决定性的作用,对材料的扩散、相变过程有较大影响。)位错的提出:1926 年,弗兰克尔发现理论晶体模型刚性切变强度与与实测临界切应力的巨大差异(2～4 个数量级)。1 位错的基本类型刃型位错、螺型位错2 位错的性质（1形状: 不一定就是直线, 位错及其畸变区就是一条管道。（2）就是已滑移区与未滑移区的边界。（3）不能中断于晶体内部。可在表面露头, 或终止于晶界与相界, 或与其它位错相交,或自行封闭成环。3 柏氏矢量（1）确定方法 (避开严重畸变区)a 在位错周围沿着点阵结点形成封闭回路。b 在理想晶体中按同样顺序作同样大小的回路。c 在理想晶体中从终点到起点的矢量即为――。（2）柏氏矢量的物理意义a 代表位错, 并表示其特征(强度、畸变量) 。b 表示晶体滑移的方向与大小。c 柏氏矢量的守恒性(唯一性) : 一条位错线具有唯一的柏氏矢量。d 判断位错的类型。。4 位错的运动（1）位错的易动性。（2）位错运动的方式（3）位错与溶质原子的相互作用间隙原子聚集于位错中心,使体系处于低能态。柯氏气团:溶质原子在位错线附近偏聚的现象。（4）位错与空位的交互作用导致位错攀移。8 位错的增殖、塞积与交割位错交割后结果:按照对方位错柏氏矢量(变化方向与大小)。割阶:位错交割后的台阶不位于它原来的滑移面上。扭折: ――――――――位于―――――――――。对性能影响:增加位错长度, 产生固定割阶。9 位错反应（1）位错反应:位错的分解与合并。（2）反应条件几何条件: ∑b前 =∑b 后 ; 反应前后位错的柏氏矢量之与相等。能量条件: ∑b2前 >∑b2后 ; 反应后位错的总能量小于反应前位错的总能量。10 实际晶体中的位错(1)全位错:通常把柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为全位错或单位位错。 (2)不全位错:柏氏矢量小于点阵矢量的位错。（3）肖克莱与弗兰克不全位错。肖克莱不全位错的形成:原子运动导致局部错排,错排区与完整晶格区的边界线即为肖克莱不全位错。(结合位错反应理解。可为刃型、螺型或混合型位错。)弗兰克不全位错的形成:在完整晶体中局部抽出或插入一层原子所形成。(只能攀移,不能滑移。)（4）堆垛层错与扩展位错堆垛层错:晶体中原子堆垛次序中出现的层状错排。扩展位错:一对不全位错及中间夹的层错称之。三面缺陷面缺陷主要包括晶界、相界与表面,它们对材料的力学与物理化学性能具有重要影响。1 晶界（1）晶界:两个空间位向不同的相邻晶粒之间的界面。（2）分类大角度晶界:晶粒位向差大于 10 度的晶界。其结构为几个原子范围内的原子的混乱排列,可视为一个过渡区。小角度晶界:晶粒位向差小于 10 度的晶界。其结构为位错列,又分为对称倾侧晶界与扭转晶界。亚晶界:位向差小于 1 度的亚晶粒之间的边界。为位错结构。孪晶界:两块相邻孪晶的共晶面。分为共格孪晶界与非共格孪晶界。2 相界（1）相界:相邻两个相之间的界面。（2）分类:共格、半共格与非共格相界。3 表面（1）表面吸附:外来原子或气体分子在表面上富集的现象。（2）分类物理吸附:由分子键力引起,无选择性,吸附热小,结合力小。化学吸附:由化学键力引起,有选择性,吸附热大,结合力大。

02固体中原子及分子的运动

1 扩散的现象与本质（1）扩散:热激活的原子通过自身的热振动克服束缚而迁移它处的过程。（2）现象:柯肯达尔效应。（3）本质:原子无序跃迁的统计结果。(不就是原子的定向移动)。科肯道尔效应及其产生原因，以及对显微组织的影响：把Cu、Ni两根金属对焊在一起，在焊接面上镶上钨丝作为界面标志。然后加热到高温并长时间保温，作为界面标志的钨丝向纯Ni一侧移动了一段距离。产生原因：左侧的Cu、Ni扩散，右侧Ni向Cu扩散，但右侧Ni的扩散速度比Cu大，因此左侧Ni的浓度大于右侧Cu，此时过剩的Ni原子使左侧点阵膨胀，而右边原子减少的地方发生点阵收缩，其结果必然导致界面向Ni侧移动。对显微组织的影响：形成了固溶体。2 扩散的分类（1）根据有无浓度变化自扩散:原子经由自己元素的晶体点阵而迁移的扩散。(如纯金属或固溶体的晶粒长大。无浓度变化。)互扩散:原子通过进入对方元素晶体点阵而导致的扩散。(有浓度变化)（2）根据扩散方向下坡扩散:原子由高浓度处向低浓度处进行的扩散。上坡扩散:原子由低浓度处向高浓度处进行的扩散。（3）根据就是否出现新相原子扩散:扩散过程中不出现新相。反应扩散:由之导致形成一种新相的扩散。3 固态扩散的条件（1）温度足够高;（2）时间足够长;（3）扩散原子能固溶;（4）具有驱动力:化学位梯度。扩散定律1 菲克第一定律（扩散第一定律）(1)第一定律描述:单位时间内通过垂直于扩散方向的某一单位面积截面的扩散物质流量(扩散通量 J)与浓度梯度成正比。适用条件:稳态扩散2菲克第二定律（扩散第二定律）：适用于各处浓度随时间而变的非稳态扩散3影响扩散的因素及其影响规律。（1）温度（2）键能和晶体结构（3）固溶体类型（4）晶体缺陷（5）化学成分

03材料的形变和再结晶

弹性弹性模量：金属的弹性模量是一个对组织不敏感的性能指标，他取决于原子间结合力的大小，其值只与金属的本性、晶体结构、晶格常数有关相关名词知识点：包申格效应；弹性后效；弹性滞后单晶体的塑性变形常温下塑性变形的主要方式:滑移与孪生滑移1 滑移:在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿着一定的晶面(滑移面)与晶向(滑移方向)产生相对位移,且不破坏晶体内部原子排列规律性的塑变方式。=滑移系滑移系:一个滑移面与该面上一个滑移方向的组合。滑移系的个数

滑移面个数)×(每个面上所具有的滑移方向的个数)
滑移系数目与材料塑性的关系:一般滑移系越多,塑性越好;与滑移面密排程度与滑移方向个数有关;与同时开动滑移系数目有关。二孪生孪生:在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面与晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。1 晶粒之间变形的传播位错在晶界塞积→应力集中→相邻晶粒位错源开动→相邻晶粒变形→塑变2 晶粒之间变形的协调性（1）原因:各晶粒之间变形具有非同时性。（2）要求:各晶粒之间变形相互协调。(独立变形会导致晶体分裂)（3）条件:独立滑移系5个。 (保证晶粒形状的自由变化)3 晶界对变形的阻碍作用（1）晶界的特点:原子排列不规则;分布有大量缺陷。（2）晶界对变形的影响:滑移、孪生多终止于晶界,极少穿过。（3）晶粒大小与性能的关系固溶体的塑性变形1 固溶体的结构2 固溶强化(1)固溶强化:固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。(2)强化机制：晶格畸变,阻碍位错运动; 柯氏气团强化。(3)屈服与应变时效现象:上下屈服点、屈服延伸(吕德斯带扩展)。预变形与时效的影响:去载后立即加载不出现屈服现象;去载后放置一段时间或200℃加热后再加载出现屈服。原因:柯氏气团的存在、破坏与重新形成。（4）固溶强化的影响因素：溶质原子含量越多,强化效果越好;溶剂与溶质原子半径差越大,强化效果越好;溶剂与溶质原子价电子数差越大,强化效果越好;间隙式溶质原子的强化效果高于置换式溶质原子。多相合金的塑性变形多相合金除基体相外，存在第二相1. 聚合型合金的塑性变形a)两相晶粒尺寸属同一数量级且均为塑性相，合金的变形决定于两相的体积分数若两相应变相等时，合金的平均流变应力为σ= f1σ1+ f2σ2 f1， f2为两相的体积分数(f1+f2=1)两相应力相等时，则合金的平均应变为:ε=f1e1+ f2e2这类合金在发生形变时，滑移往往首先发生在较软的相中，当较强相数量小时，则塑性变形基本上在较弱相中；只有当第二相较强时，且.占有一定体积分数(如f2>0.3)才能起明显的强化作用。b)一相为塑性相，另一相为脆性相时，则合金的机械性能在很大程度上取决于硬脆相的存在数量及其形状、大小和分布情况。钢中Fe3C存在数量和形貌就是明显一例2.弥散分布型合金的变形当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会产生显著的强化作用。a)不可变形粒子的强化作用当运动位错与其相遇时，将受到粒子阻挡，位错线绕着它发生弯曲，随着外加应力↑，位错线弯曲更剧，最后形成包围着粒子的位错环留下，而位错线的其余部分则越过粒子继续运动。b)可变形微粒的强化作用位错可切过微粒，使之随同基体一起变形。强化机制:(I)位错切过粒子→产生新的表面积→总界面能↑(2)当粒子为有序结构时，位错切过会打乱滑移面上下的有序排列，产生反相畴界，总能量↑(3)第二相粒子与基体的晶体点阵不同，位错切过粒子后在其滑移面上引起原子的错排，需额外做功，给位错运动带来困难(4)粒子周围的弹性应力场与位错会产生交互作用，对位错运动产生阻碍(5)基体与质点滑移面取向并不一致，故切过后，必然产生一割阶一阻力↑(6)基体与质点层错能不同，当扩展位错切过后，其宽度会发生变化，引起能量升高一对组织结构的影响1 形成纤维组织：晶粒拉长; 杂质呈细带状或链状分布。2 形成形变织构(1)形变织构:多晶体材料由塑性变形导致的各晶粒呈择优取向的组织。(2)常见类型丝织构:某一晶向趋于与拔丝方向平行。(拉拔时形成)板织构:某晶面趋于平行于轧制面,某晶向趋于平行于主变形方向。(轧制时形成)(3)对性能的影响:各向异性力学性能:利:深冲板材变形控制;弊:制耳。物理性能:硅钢片<100>织构可减少铁损。3 形成位错胞变形量增加→ 位错缠结→位错胞(大量位错缠结在胞壁,胞内位错密度低。)二对性能的影响1 对力学性能的影响(加工硬化)(1)加工硬化(形变强化、冷作强化):随变形量的增加,材料的强度、硬度升高而塑韧性下降的现象。(2)利弊利：强化金属的重要途径; 提高材料使用安全性; 材料加工成型的保证。弊：变形阻力提高,动力消耗增大; 脆断危险性提高。2 对物理、化学性能的影响导电率、导磁率下降,比重、热导率下降;结构缺陷增多,扩散加快;化学活性提高,腐蚀加快。回复与再结晶冷变形金属在加热时的组织与性能变化一回复与再结晶回复:冷变形金属在低温加热时,其显微组织无可见变化,但其物理、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。再结晶:冷变形金属被加热到适当温度时,在变形组织内部新的无畸变的等轴晶粒逐渐取代变形晶粒,而使形变强化效应完全消除的过程。二显微组织变化(示意图)回复阶段:显微组织仍为纤维状,无可见变化;再结晶阶段:变形晶粒通过形核长大,逐渐转变为新的无畸变的等轴晶粒。晶粒长大阶段:晶界移动、晶粒粗化,达到相对稳定的形状与尺寸。三性能变化1 力学性能回复阶段:强度、硬度略有下降,塑性略有提高。再结晶阶段:强度、硬度明显下降,塑性明显提高。晶粒长大阶段:强度、硬度继续下降,塑性继续提高,粗化严重时下降。2 物理性能密度:在回复阶段变化不大,在再结晶阶段急剧升高;电阻:电阻在回复阶段可明显下降。四储存能变化(示意图)1 储存能:存在于冷变形金属内部的一小部分(～10％)变形功。2 存在形式：弹性应变能(3～12％)、位错(80～90％)和点缺陷，就是回复与再结晶的驱动力3 储存能的释放:原子活动能力提高,迁移至平衡位置,储存能得以释放。五内应力变化回复阶段:大部分或全部消除第一类内应力,部分消除第二、三类内应力;再结晶阶段:内应力可完全消除。回复回复退火的应用去应力退火:降低应力(保持加工硬化效果),防止工件变形、开裂,提高耐蚀性。再结晶亚晶合并形核亚晶长大形核机制亚晶界移动形核(吞并其它亚晶或变形部分)1 形核 (变形量较大时)晶界凸出形核(晶界弓出形核,凸向亚晶粒小的方向)(变形量较小时)驱动力:畸变能差2 长大方式:晶核向畸变晶粒扩展,直至新晶粒相互接触。注:再结晶不就是相变过程。再结晶温度影响因素纯度越高,再结晶温度越低;加热速度太低或太高,再结晶温度提高。影响再结晶的因素1 退火温度2 变形量3 原始晶粒尺寸 4 微量溶质元素5 第二分散相。五再结晶晶粒大小的控制1 变形量 2 原始晶粒尺寸 3 合金元素与杂质 4 再结晶退火温度一晶粒的正常长大1 正常长大:再结晶后的晶粒均匀连续的长大。2 驱动力:界面能差。界面能越大,曲率半径越小,驱动力越大。3 晶粒的稳定形状：晶界趋于平直；晶界夹角趋于120℃；二维坐标中晶粒边数趋于 64 影响晶粒长大的因素（1）温度（2）分散相粒子（3）杂质与合金元素（4）晶粒位向差二晶粒的异常长大1 异常长大:少数再结晶晶粒的急剧长大现象。钉扎晶界的第二相溶于基体2 机制：再结晶织构中位向一致晶粒的合并大晶粒吞并小晶粒3 对组织与性能的影响织构明显：各向异性；优化磁导率晶粒大小不均：性能不均晶粒粗大：降低强度与塑韧性；提高表面粗糙度动态回复与动态再结晶1 动态回复:在塑变过程中发生的回复。2 动态再结晶:在塑变过程中发生的再结晶。金属的热加工冷加工:在再结晶温度以下的加工过程。发生加工硬化。热加工:在再结晶温度以上的加工过程。硬化、回复、再结晶。1 超塑性:某些材料在特定变形条件下呈现的特别大的延伸率。2 本质:多数观点认为就是由晶界的滑动与晶粒的转动所致。超塑形变的组织结构变化具有下列特征:(1)超塑形变时，没有晶内滑移，也没有位错密度的增高。(2)超塑形变是在高温下长时间进行的，因此晶粒会有所长大。(3)尽管形变量很大，但晶粒形状始终保持等轴。(4)原来两相呈带状分布的合金，在超塑形变后可变为均匀分布。(5)当用冷变形和再结晶方法制取超细晶合金，如果合金具有织构，在超塑形变后织构消失。陶瓷材料的变形特点陶瓷材料之间通常是离子键和共价键所构成结合键的本质就决定了金属固有的特性是容易变形，而共价晶体固有特性是难以变形。陶瓷材料在弹性变形方面和金属差不多；但由于其原子之间属共价键，而非金属键，因此极不容易开动位错，因此其塑性变形能力几乎为零，而不像金属那样具有一定的塑形变形能力；在断裂方面，由于其塑形极小，裂纹尖端不可能像金属那样可以通过一定的塑形变形缓解尖端附近的应力集中，因此一般均属脆性断裂。高聚物的变形特点从原子结合的观点来看，金属，高分子和陶瓷材料有何主要区别金属主要是由金属键构成晶格的性能：延展性强、导热系数高、导电性能好等陶瓷主要是有共价键联接构成的性能：高熔点,耐腐蚀,硬度大等高分子则比较特殊,它的微观结构为共价联接.但是,体现高分子性能的主要是官能团,还有就是高分子链与高分子链之间的化学键.性能：高弹性、高模量、耐曲挠、耐腐蚀、质量轻等

04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6高分子链高分子结构：链结构和聚集态结构单体一聚合反应：加聚反应：添加引发剂通过共价键将单分子聚合缩聚反应：化学反应，释放出副产品链结构：近程结构:一次结构属于化学结构远程结构:二次结构分子量、形态、链的柔顺性、构象高分子链结构单元的键合方式1.均聚物结构单元键接顺序单烯类单体中：除乙烯分子是完全对称的，其结构单元在分子链中的键接方法只有一种外，其它单体因有不对称取代，故有三种不同的键接方式2.共聚物的序列结构按结构单元在分子链内排列方式的不同分为：无规共聚物交替共聚物嵌段共聚物接枝共聚物3高分子链的结构线性高分子：加热后变软，甚至流动，可反复加工一，热塑性支链高分子：交联高分子：线性天然橡胶用S交联后变强韧耐磨体型(立体网状)高分子：不溶于任何溶剂，也不能熔融，一旦受热固化便不能改变形状，热固性4高分子链的构型链的构型系指分子中原子在空间的几何排列，稳定的，欲改变之须通过化学键断裂才行旋光异构体：由烯烴单体合成的高聚物，在其结构单元中有一不对称C原子，故存在两种旋光异构单元，有三种排列方式间同立构全同立构无规立构几何异构：双烯类单体定向聚合时，可得到有规立构聚合物。但由于含有双键，且双键不能旋转，从而每一双就可能有：顺式：两种异构体之分反式：称为几何异构对于大分子链而言就有：顺反无序、顺反交替、全顺、全反5远程结构1.高分子的大小高分子的相对分子质量M不是均一的，具有多分散性；平均相对分子质量。高分子链中重复单元数目称为聚合度，对加工和使用有很大影响。2.高分子的形状主链以共价键联结，有一定键长d和键角θ，每个单键都能内旋转，故高分子在空间形态有mn-1( m为每个单键内旋转可取的位置数，n为单键数目)统计学角度高分子链取伸直构象几率极小，呈卷曲构象几率极大3.影响高分子链柔性的主要因素高分子链能改变其构象的性质称为柔性主链结构的影响:起决定性作用取代基的影响:取代基的极性，沿分子链排布距离，在主髓，上对称性，体积均有影响交联的影响:因交联附近的单键内旋转受阻碍，交联度大时，柔性↓

05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[ ]。[uvw]。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[uvw]为晶带轴的晶带。推论:(a)由两晶面(h1k1l1) (h2k2l2)求其晶带轴[uvw]:u=k1l2-k2h1; v= l1h2-l2h1; w=h1k2-h2k1。(b)由两晶向[u1v1w1][ 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）常见金属晶体结构：面心立方结构、体心立方结构、密排立方结构。堆垛方式：fcc：ABAB； bcc:ABCABC hcp:ABAB 三、多晶型性元素的晶体结构随外界条件的变化而发生转变的性质。四、影响原子半径的因素（1）温度与应力（2）结合键的影响（3）配位数的影响（4）核外电子分布的影响合金的相结构合金相：固溶体、中间相固溶体固溶体:溶质原子溶入基体中所形成的均匀结晶相。晶体结构保持基体金属的结构按溶质原子位置：置换固溶体、间隙固溶体按固溶度分：无限和有限按原子排列秩序：有序和无序按溶剂类别分类：第一类固溶体和第二类固溶体固溶体的性质：点阵畸变、固溶强化、物理化学性能、有序化影响1 置换固溶体（1）置换固溶体:溶质原子位于晶格点阵位置的固溶体。（2）影响置换固溶体溶解度的因素a 原子尺寸因素b 晶体结构因素c 电负性因素d 电子浓度因素2 间隙固溶体3 固溶体的结构（1）晶格畸变。（2）偏聚与有序:完全无序、偏聚、部分有序、完全有序。4 固溶体的性能（1）固溶强化:由于溶质原子的溶入而引起的强化效应。（2）柯氏气团（3）有序强化金属间化合物中间相的特征:具有不同于组元的晶体结构原子间的结合方式: (金属键十其他键)混合，具有金属性中间相的形成和晶体结构的影响因素：电负性、电子浓度、原子尺寸间隙相与间隙化合物：根据非金属元素与金属元素的比值，当rx/rm<0.59，形成具有简单结构的化合物；否则，形成具有复杂结构的化合物，成为间隙化合物。拓扑密堆相由两种大小不同的原子所构成的类中间相，其中大小原子通过适当的配合构成空间利用率和配位数很高的复杂结构，具有拓扑学特点。b) TCP相举例I ) Lavers相典型分子式AB2,理论上原子半径比rA/rB=1.255如MgCu（复杂立方）、 MgZn2（复杂六方）且一定晶体结构对应着一定的电子浓度。对高度合金化不锈耐热钢、铁基高温合金和Ni基高温合金中均有发现，星针状析出于基体，对性能通常不利。但在Mg合金中它是重要的强化相。II) б相(Sigma Phase)存在于过渡族金属元素组成的合金中，其分子式为AB或AxBy复杂四方结构(c/a=0.52), 每个晶胞有30个原子在Ni基高温合金，NiCr不锈钢、耐热钢中均有发现，星片状，硬而脆，使塑性恶化4.离子晶体结构典型的离子晶体这类晶体是以正离子、负离子为结合单元，即依靠正、负离子之间的库仑作用结合。例如NaCI晶体Na+、CI- 为单元结合成的。陶瓷材料的晶体结构，大多属离子晶体，部分则为共价晶体。离子键没有方向性和饱和性离子晶体的配位数也较高典型结构有四种:AB、AB2、A,B3、 AB2O4,离子晶体的结构规则1.鲍林第一规则(负离子配位多面体规则):在离子晶体中，正离子周围形成一个负离子配位多面体，正负离子间的平衡距离取决于正负离子半径之和，正离子的配位数取决于正负离子的半径比。2.鲍林第二规则(电价规则含义):一个负离子必定同时被一定数量的负离子配位多面体所共有。3.鲍林第三规则(棱与面规则):在配位结构中,共用棱特别就是共用面的存在,会降低这个结构的稳定性。4. 鲍林第四规则一不同种类正离子多面体间连接规则在含多种正离子的离子晶体中，电价高、配位数低的正离子配位多面体间，尽量互不结合5. 鲍林第五规则一节约规则同一品体同种正离子与同种负离子的结合方式应最大限度的趋于致3 共价键晶体的结构周期表中IV族元素C，Si， Ge，Sn的晶体属于共价品体结构。共价键结合，其特点是共用价电子使原子的外壳层满足稳定的8个电子，故在共价品体中，符合8-N原则，( N为该原子的价电子数)，具有饱和性。（1）饱与性:一个原子的共价键数为 8-N。（2）方向性:各键之间有确定的方位(配位数小,结构稳定)5.聚合物晶态结构聚集态结构(三次结构):晶态结构和非晶态(无定形)结构特点：聚合物晶态总是包含定量的非晶相；聚集态结构不仅与大分子链本身的结构有关，而且强烈地依赖于外界条件。

(, 下载次数: 39)

欢迎光临广工考研论坛_广东工业大学考研论坛_广工考研辅导网(gdutkaoyan.com) (http://www.gdutkaoyan.com/)