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簡介：新材料產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃1目錄前言1一、發(fā)展現狀和趨勢2（一）產業(yè)現狀2（二）發(fā)展趨勢3二、總體思路5（一）指導思想5（二）基本原則5（三）發(fā)展目標6三、發(fā)展重點7（一）特種金屬功能材料7（二）高端金屬結構材料9（三）先進高分子材料11（四）新型無機非金屬材料13（五）高性能復合材料14（六）前沿新材料16四、區(qū)域布局17五、重大工程19（一）稀土及稀有金屬功能材料專項工程19（二）碳纖維低成本化與高端創(chuàng)新示范工程20（三）高強輕型合金材料專項工程212（四）高性能鋼鐵材料專項工程22根據中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要和國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定的總體部署，工業(yè)和信息化部會同發(fā)展改革委、科技部、財政部等有關部門和單位編制了新材料產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃。本規(guī)劃是指導未來五年新材料產業(yè)發(fā)展的綱領性文件，是配置政府公共資源和引導企業(yè)決策的重要依據。專欄1新材料的定義與范圍新材料涉及領域廣泛，一般指新出現的具有優(yōu)異性能和特殊功能的材料，或是傳統(tǒng)材料改進后性能明顯提高和產生新功能的材料，主要包括新型功能材料、高性能結構材料和先進復合材料，其范圍隨著經濟發(fā)展、科技進步、產業(yè)升級不斷發(fā)生變化。為突出重點，本規(guī)劃主要包括以下六大領域①特種金屬功能材料。具有獨特的聲、光、電、熱、磁等性能的金屬材料。②高端金屬結構材料。較傳統(tǒng)金屬結構材料具有更高的強度、韌性和耐高溫、抗腐蝕等性能的金屬材料。③先進高分子材料。具有相對獨特物理化學性能、適宜在特殊領域或特定環(huán)境下應用的人工合成高分子新材料。④新型無機非金屬材料。在傳統(tǒng)無機非金屬材料基礎上新出現的具有耐磨、耐腐蝕、光電等特殊性能的材料。⑤高性能復合材料。由兩種或兩種以上異質、異型、異性材料（一種作為基體，其他作為增強體）復合而成的具有特殊功能和結構的新型材料。⑥前沿新材料。當前以基礎研究為主，未來市場前景廣闊，代表新材料科技發(fā)展方向，具有重要引領作用的材料。2一、發(fā)展現狀和趨勢（一）產業(yè)現狀經過幾十年奮斗，我國新材料產業(yè)從無到有，不斷發(fā)展壯大，在體系建設、產業(yè)規(guī)模、技術進步等方面取得明顯成就，為國民經濟和國防建設做出了重大貢獻，具備了良好發(fā)展基礎。新材料產業(yè)體系初步形成。我國新材料研發(fā)和應用發(fā)端于國防科技工業(yè)領域，經過多年發(fā)展，新材料在國民經濟各領域的應用不斷擴大，初步形成了包括研發(fā)、設計、生產和應用，品種門類較為齊全的產業(yè)體系。新材料產業(yè)規(guī)模不斷壯大。進入新世紀以來，我國新材料產業(yè)發(fā)展迅速，2010年我國新材料產業(yè)規(guī)模超過6500億元，與2005

簡介：專業(yè)課復習資料（最新版）專業(yè)課復習資料（最新版）封面第2頁共20頁2郵編咨詢3元素性質、原子結構和該元素在周期表中的位置三者之間的關系；4原子間結合鍵分類及其特點；5高分子鏈的近程和遠程結構。重要概念與名詞重要概念與名詞分子，原子；主量子數N，軌道角動量量子數L，磁量子數M，自旋角動量量子數S；能量最低原理，PAULI不相容原理，HUND規(guī)則；元素，元素周期表，周期，族；結合鍵，金屬鍵，離子鍵，共價鍵，范德華力，氫鍵；高分子鏈，近程結構，結構單元，線性、支化、交聯和三維網絡分子結構；無規(guī)、交替、嵌段和接枝共聚物；全同立構、間同立構、無規(guī)立構，順式、反式構型；遠程結構、數均、重均相對分子質量，聚合度；熱塑性、熱固性塑料。第二章第二章內容提要內容提要固態(tài)物質可分為晶體和非晶體兩大類。晶體的性能是與內部結構密切相關的。為了便于了解晶體結構，首先引入一個“空間點陣“的概念。根據“每個陣點的周圍環(huán)境相同“和六個點陣參數間的相互關系，可將晶體分為7個晶系，14種布拉菲點陣。晶胞是能反映點陣對稱性、具有代表性的基本單元（最小平行六面體），其不同方向的晶向和晶面可用密勒指數加以標注，并可采用極射投影方法來分析晶面和晶向的相對位向關系。在晶體結構中，最常見的是面心立方FCC、體心立方（BCC）和密排六方HCP三種典型結構，其中FCC和HCP系密排結構，具有最高的致密度和配位數。這三種典型結構的晶胞分別含有4、2、6個原子。利用剛球模型可以算出晶體結構中的間隙，以及點陣常數與原子半徑之間的關系。金屬晶體的結合鍵是金屬鍵，故往往構成具有高度對稱性的簡單晶體結構，如FCC、BCC和HCP等。但是，工業(yè)上廣泛使用的金屬材料絕大多數是合金。由于合金元素的加入，使形成的合金相結構變得復雜。合金組元之間的相互作用及其所形成的合金相的性質主要是由它們各自的電化學因素、原子尺寸因素和電子濃度三個因素控制的。合金相基本上可分為固溶體和中間相兩大類。固溶體保持溶劑的晶體結構類型。根據溶質在固溶體點陣中的位置可分為置換固溶體和間隙固溶體；按固溶度則分為有限固溶體和無限固溶體；而按溶質在固溶體中的排布則分為無序固溶體和有序固溶體；若按溶劑分類則有第一類固溶體和第二類固溶體之分。中間相的晶體結構不同于其組元的結構，它通?？捎没衔锏幕瘜W分子式表示。中間相根據其主導影響因素離子晶體是以正負離子為結合單元的，其結合鍵為離子鍵。PAULING在實驗基礎上，用離子鍵理論，歸納總結出離子晶體的如下結構規(guī)則負離子配位多面體規(guī)則、電價規(guī)則、負離子多面體共用頂、棱和面的規(guī)則，不同種類正離子配位多面體間連接規(guī)則和節(jié)約規(guī)則等。它們在分析、理解晶體結構時簡單明瞭，突出了結構特點。典型的離子晶體結構是NACL型，自然界有幾百種化合物都屬于此種結構。它屬于立方晶系，FM3M空間群，可以看成分別由NA和CL構成兩個FCC結構相互在棱邊上穿插而成。在無機非金屬材料中，硅酸鹽晶體結構尤其復雜，有孤島狀、組群狀、鏈狀、層狀和骨架狀結構等。但它們

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簡介：粒徑粒徑原理原理重要重要沉降法沉降法是根據不同粒徑的顆粒在液體中的沉降速度沉降速度不同測量粒度分布的一種方法。大顆粒的沉降速度較快，小顆粒的沉降速度較慢，沉降速度與粒徑的關系由STOKES定律來描述，按公式計算R√9Η2G（ΓK–ΓT）√式中R顆粒半徑厘米Η沉降液粘度泊，即克/厘米秒ΓK顆粒比重克/厘米3ΓT沉降液比重克/厘米3H沉降高度（沉降液面到稱盤底面的距離）厘米T沉降時間秒G重力加速度980厘米/秒2當測出顆粒沉降至一定高度H所需之時間T后，就能算出沉降速度V、顆粒半徑R思考題思考題重要重要1粒度測量過程中應注意哪些問題①儀器打開后，至少預熱預熱15MIN后，再進行下一步操作。②粉體攪拌需均勻、充分均勻、充分③天平“去皮”直至顯示“”后才可采集數據，盡量在去皮的同時采集數據在去皮的同時采集數據④采集數據時，掛鉤不能用力下壓，應輕掛掛鉤應輕掛掛鉤，以免損壞儀器內部傳感器2根據試樣重復測試的三次測試數據，分析測試結果中數據誤差產生的原因。①樣品攪拌不均勻攪拌不均勻②沉降時間不充分時間不充分③天平“去皮”和點擊“沉降曲線采集”間有一定時間間隔，未同時進行未同時進行3常用的測定顆粒粒度的方法有哪些沉降法測定顆粒粒徑的基本原理以及與哪些因素有關什么是平均粒徑和中位徑篩析法、沉降法、顯微鏡法、光透視法篩析法、沉降法、顯微鏡法、光透視法沉降法是根據不同粒徑的顆粒在液體中的沉降速度沉降速度不同測量粒度分布的一種方法。故與溫度、顆粒分散和懸浮液的均勻性溫度、顆粒分散和懸浮液的均勻性有關平均粒徑樣品的總粒徑和與全部顆粒數的比值，即粒徑的平均值平均值中位徑一個樣品的累計粒度分布百分數達到累計粒度分布百分數達到5050時所對應的粒徑。注意事項注意事項重要重要1根據待測粉體樣品大致顆粒度選擇儀器，本實驗所用儀器可測1010ΜM左右粉體2測量之前粉體需進行分散分散，分散方法攪拌、超聲分散、加電解質等3實驗開始前需已知粉體密度、沉降液密度、沉降液粘度4沉降液一般由水、酒精、甘油調配而成，選擇合適的沉降液合適的沉降液以便于控制沉降的速度密度密度固體固體全自動密度計采用氮氣氮氣作為實驗氣體，應用氣體驅替的阿基米德原理阿基米德原理密度＝質量密度＝質量/體積體積，利用小分子直徑的惰性氣體在一定條件下的玻爾定律玻爾定律PVNRT，精確測量被測材料的真實體積。測量樣品質量，求出其與真實體積之比，即得到密度值。1．簡述全自動密度計測定材料密度的原理。（如上）2．為準確測定材料密度，實驗中應注意哪些方面稱量質量時保證操作的規(guī)范性，注意儀器操作的規(guī)范性以及保護儀器延長使用壽命，用鑷子夾取，氮氣氣壓??液體的密度測試液體的密度測試“U”型管振蕩法“U”型管中試樣密度的變化會引起振動頻率振動頻率的改變，儀器可根據20oC時樣品餾出液的振動頻率自動計算得到餾出液的密度。實驗步驟實驗步驟1、密度計的校準預熱30MIN。取潔凈樣品杯，倒入蒸餾水，將進液管插入蒸餾水中，另取一燒杯放在排液管出口處；用泵輪壓管裝置壓緊導液管，聽見掛鉤響聲即為卡緊；按下采樣鍵開始自動采樣，為保證測量的準確度，應采樣應采樣23次；待溫度恒定為20±01oC時，聽到提示音后，同時按住SHIFT鍵和CAL鍵，此時密度值應顯示為09981。注意校準儀器時，水要保證其純度，多進幾次液，并保證“U”型管內無氣泡型管內無氣泡，才能使校準數據準確。儀器校準完成后，懸空進液管，按住清洗鍵CLEAN鍵，待所有蒸餾水排空后，放開清洗鍵。以上操作完成后，就可以進行樣品的測量了。2、樣品測量1取潔凈樣品杯倒入少量樣品，將進液管插入樣液中，另取一燒杯放在排液管出口處。2按下采樣鍵開始自動采樣，為保證測量的準確度，應采樣采樣23次。3待溫度恒定溫度恒定為20±01oC時，聽到提示音后，讀取液體密度值，此時密度值指示燈亮，按下切換鍵切換鍵讀取酒精度值，此時酒精度指示燈亮，重新連續(xù)按下此鍵可恢復顯示密度值。4樣品測量完成后，應及時排空樣液，將進液管懸空，按住清洗鍵直至所有液體排空3、儀器清洗每次樣品排空后都要及時清洗，如想清洗干凈，關鍵是選擇合適的清洗液合適的清洗液。1把合適的清洗液吸入管路連續(xù)清洗，直至“U”型管內看不到殘余物。2用蒸餾水清洗管路。3用蒸餾水和空氣交替蒸餾水和空氣交替35次進行清洗，直到觀察“U”型管內部無殘留物為止。4、關機保管儀器清洗完畢后，如不再測量其他樣品，就可以關閉后面板電源開關，拔掉電源線，打開泵輪壓管裝置掛鉤，松開壓管裝置，這樣做是為了防止導液管長時間被壓緊產生粘連。1、測定液體密度時為什么要恒溫測定溫度溫度會影響液體的會影響液體的密度密度2、清洗儀器管路時須注意什么問題把合適的清洗液吸入管路連續(xù)清洗，直至合適的清洗液吸入管路連續(xù)清洗，直至“U”型管內看不到殘余物管內看不到殘余物用蒸餾水清洗管路蒸餾水清洗管路用蒸餾水和空氣交替蒸餾水和空氣交替35次進行清洗，直到由觀察窗觀察進行清洗，直到由觀察窗觀察“U”型管內部無殘留物管內部無殘留物

簡介：隨著醫(yī)學模式的轉變，護理逐步確立了隨著醫(yī)學模式的轉變，護理逐步確立了“以病人為中心以病人為中心”整體護理的理想觀念，強調了人的整體護理的理想觀念，強調了人的“生理生理心理心理社會社會”的整體性，注重患者適應環(huán)境的能力，應用心理學知識與患者溝通交流，建立良好的護患關系，主動滿足患者的心理需求的整體性，注重患者適應環(huán)境的能力，應用心理學知識與患者溝通交流，建立良好的護患關系，主動滿足患者的心理需求上海交通大學考研最后三套模擬題上海交通大學考研最后三套模擬題827827材料科學基礎材料科學基礎隨著醫(yī)學模式的轉變，護理逐步確立了“以病人為中心”整體護理的理想觀念，強調了人的“生理隨著醫(yī)學模式的轉變，護理逐步確立了“以病人為中心”整體護理的理想觀念，強調了人的“生理心理心理社會”社會”的整體性，注重患者適應環(huán)境的能力，應用心理學知識與患者溝通交流，建立良好的護患關系，主動滿足患者的心理需求的整體性，注重患者適應環(huán)境的能力，應用心理學知識與患者溝通交流，建立良好的護患關系，主動滿足患者的心理需求目錄目錄上海交通大學2014碩士研究生入學考試模擬試題（一）錯誤錯誤未定義書簽。未定義書簽。上海交通大學2014碩士研究生入學考試模擬試題（二）錯誤錯誤未定義書簽。未定義書簽。上海交通大學2014碩士研究生入學考試模擬試題（三）錯誤錯誤未定義書簽。未定義書簽。模擬試題（一）參考答案錯誤錯誤未定義書簽。未定義書簽。模擬試題（二）參考答案錯誤錯誤未定義書簽。未定義書簽。模擬試題（三）參考答案錯誤錯誤未定義書簽。未定義書簽。

簡介：書“材料科學基礎”國家級精品課程教材普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材教育部高等教育百門精品課程教材建設計劃立項研究項目普通高等學校材料科學與工程類專業(yè)新編系列教材ＦＵＮＤＡＭＥＮＴＡＬＳＯＦＭＡＴＥＲＩＡＬＳＳＣＩＥＮＣＥ材料科學基礎（第２版）張聯盟黃學輝宋曉嵐編ＷＵＨＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＰＲＥＳＳ武漢理工大學出版社目錄１材料引言（１）本章提要（１）１１材料類型（１）１１１金屬材料（１）１１２無機非金屬材料（４）１１３有機高分子材料（聚合物）（６）１１４復合材料（７）１２材料組成、結構、性質、工藝及其與環(huán)境的關系（８）１２１材料結構層次（８）１２２工程材料常見性質與性能（８）１２３材料的加工工藝（９）１２４材料性能的環(huán)境效應（１０）１３材料的選擇（１１）本章小結（１２）思考題與習題（１２）２晶體結構（１３）本章提要（１３）２１結晶學基礎（１３）２１１空間點陣（１３）２１２結晶學指數（１５）２１３晶向與晶面的關系、晶帶軸定理（１８）２２晶體中質點的結合力與結合能（２０）２２１晶體中質點間的結合力（２０）２２２晶體的結合力與結合能（２２）２３晶體中質點的堆積（２６）２３１最緊密堆積原理與最緊密堆積方式（２６）２３２內在因素對晶體結構的影響化學組成與晶體結構的關系（２９）２３３外在因素對晶體結構的影響同質多晶與類質同晶及晶型轉變（３４）２４單質晶體結構（３６）２４１金屬晶體的結構（３６）２４２非金屬元素單質的晶體結構（３８）２５無機化合物結構（３９）２５１ＡＸ型結構（３９）２５２ＡＸ２型結構（４３）

簡介：一、一、單項選擇，請在題中空格處填寫正確答案。單項選擇，請在題中空格處填寫正確答案。1圖中______段位錯線為刃型位錯，且額外半排原子面處于垂直于紙面朝上的位置。ADCBCBCBADAD2實際晶體強度遠遠低于理論強度的原因，是由于實際晶體中存在大量的A晶界B亞晶界C空位D位錯3方法不能獲得過飽和點缺陷。A高溫淬火B(yǎng)冷變形C輻照D退火4不屬于面缺陷。A相界面B位錯C堆垛層錯D亞晶界5不屬于點缺陷。A空位B孿晶界C置換原子D間隙原子6屬于線缺陷。A堆垛層錯B孿晶界C位錯D間隙原子7利用觀察位錯有一定的局限性，它只能觀察在表面露頭的位錯，而在晶體內部的位錯則無法顯示。A綴飾法B透射電鏡C蝕坑D場離子顯微鏡觀測方法8圖中晶面上有位錯環(huán)，其柏氏矢量B垂直于滑移面，該位錯環(huán)在切應力作用下的運動特征為_____。A在位錯環(huán)平面上攀移B在位錯環(huán)平面上滑移C沿通過位錯環(huán)的圓柱面滑移D不能確定9如圖所示垂直于紙面的位錯，位錯正向朝紙面外，在圖示切應力作用下向左運動。其柏氏矢量方向朝。A上B下C左D右材料的本身性質，但和溫度以及材料的純度等也有關系。14、中間相中間相指合金組元間相互作用，當超過固溶體的固溶極限時可形成晶格結構和特性完全不同于任一組元的具有金屬特性的新相。由于在相圖中往往處于中間部位，因此又稱為中間相。15、枝晶偏析枝晶偏析是材料的一種微觀偏析，即固溶體在非平衡冷卻條件下，勻晶轉變后新得的固溶體晶粒內部的成分是不均勻的，先結晶的內核含較多的高熔點的組元原子，后結晶的外緣含較多的低熔點的組元原子，而通常固溶體晶體以樹枝晶方式長大，這樣，枝干含高熔點組元較多，枝間含低熔點組元原子多，造成同一晶粒內部成分的不均勻現象。16、動態(tài)再結晶動態(tài)再結晶在金屬塑性變形過程中發(fā)生的再結晶，即形變硬化與再結晶軟化同時進行的過程。這樣可以不斷形成位錯密度很低的新晶粒，得到的組織細小，綜合力學性能好。二填空1、典型金屬的晶體結構有（FCC）（BCC）和（HCP），其配位數相應為（12）（8）和（12）。2、置換固溶體的溶解度與原子尺寸因素、（電負性）、電子濃度因素和（晶體結構）有關。3、當過冷液體中出現一個晶胚時，總的自由能變化△G可寫為（23R4R34GΠΠ），當D△GDR0時，所得的R值稱為（臨界晶核半徑）其大小決定于（過冷度）和（比表面能），R變小意味著形核數目（增多）。4、根據相律三元系最大平衡相數為（4）此時自由度為（零）在相圖上表現為（平面）5、位錯在滑移面上的運動稱為（滑移），作垂直滑移面的運動稱為（攀移）螺旋位錯不能進行（攀移）6、面心立方金屬的滑移面是（111），滑移方向是（＜110＞）可組成（12）個滑移系。7、擴散第一定律適用于穩(wěn)態(tài)擴散，其數學表達式可寫成（JDDCDX）。擴散通量的單位是（1CM2S），符號為（負號）表示擴散由高濃度向低濃度方向進行。8、溶質原子半徑與溶劑原子半徑相近的可形成（置換）固溶體，兩者半徑相差較大時是（間隙）固溶體，鐵素體是一種（間隙）固溶體。9、奧氏體形核時不僅需要（結構）起伏、（能量）起伏，此外還需要（成分）起伏。10、晶體固液界面分為光滑界面和粗糙界面，按照長大速度由慢到快其長大方式依次為（二維晶核長大）（晶體缺陷長大）和（垂直長大）11、馬氏體是碳在（AFE）中的過飽和固溶體，淬火鋼中馬氏體的金相形態(tài)有兩種，它們是（板條馬氏體）和（針狀馬氏體）。12、位錯的兩種基本類型為（刃型位錯）和（螺型位錯），其中刃型位錯的位錯的位錯線方向與柏氏矢量的關系為（垂直）。13、馬氏體型不銹鋼的典型鋼號是（1CR13），奧氏體不銹鋼的典型鋼號是（1CR18NI9TI），鐵素體不銹鋼是（1CR17）。14、上坡擴散室指擴散原子從（低濃度）向（高濃度）的擴散，產生上坡擴散的原因是合金系中存在著（化學為梯度）。15、在均勻形核時，設晶核的形狀為邊長是A的立方體，則臨界晶核邊長為（），VG423臨界形核功為（）（已知ΔΔＧＶ）VG3223

簡介：1設計一種實驗方法，確定在一定溫度T下再結晶形核率N和長大線速度G（若N和G都隨時間而變）。2金屬鑄件能否通過再結晶退火來細化晶粒3固態(tài)下無相變的金屬及合金，如不重熔，能否改變其晶粒大小用什么方法可以改變4說明金屬在冷變形、回復、再結晶及晶粒長大各階段晶體缺陷的行為與表現，并說明各階段促使這些晶體缺陷運動的驅動力是什么。5將一鍥型銅片置于間距恒定的兩軋輥間軋制，如圖74所示。1畫出此銅片經完全再結晶后晶粒大小沿片長方向變化的示意圖；2如果在較低溫度退火，何處先發(fā)生再結晶為什么6圖75示出。黃銅在再結晶終了的晶粒尺寸和再結晶前的冷加工量之間的關系。圖中曲線表明，三種不同的退火溫度對晶粒大小影響不大。這一現象與通常所說的“退火溫度越高，退火后晶粒越大”是否有矛盾該如何解釋7假定再結晶溫度被定義為在1H內完成95％再結晶的溫度，按阿累尼烏斯ARRHENIUS方程，N＝N0EXP，G＝G0EXP可以知道，再結晶溫度將是G和向的函數。1采用適當的再結晶退火，可以細化金屬鑄件的晶粒。2動態(tài)再結晶僅發(fā)生在熱變形狀態(tài)，因此，室溫下變形的金屬不會發(fā)生動態(tài)再結晶。3多邊化使分散分布的位錯集中在一起形成位錯墻，因位錯應力場的疊加，使點陣畸變增大。4凡是經過冷變形后再結晶退火的金屬，晶粒都可得到細化。5某鋁合金的再結晶溫度為320℃，說明此合金在320℃以下只能發(fā)生回復，而在320℃以上一定發(fā)生再結晶。620鋼的熔點比純鐵的低，故其再結晶溫度也比純鐵的低。7回復、再結晶及晶粒長大三個過程均是形核及核長大過程，其驅動力均為儲存能。8金屬的變形量越大，越容易出現晶界弓出形核機制的再結晶方式。9晶粒正常長大是大晶粒吞食小晶粒，反常長大是小晶粒吞食大晶粒。10合金中的第二相粒子一般可阻礙再結晶，但促進晶粒長大。11再結晶織構是再結晶過程中被保留下來的變形織構。12當變形量較大、變形較均勻時，再結晶后晶粒易發(fā)生正常長大，反之易發(fā)生反常長大。13再結晶是形核長大過程，所以也是一個相變過程。1可用金相法求再結晶形核率N和長大線速度G。具體操作

簡介：第5章材料的形變和再結晶,A點比例極限ΣP,它是應力與應變成正比例的最大極限。ΣEΕ即胡克定律。E點彈性極限ΣE，AE段應力與應變不再保持正比關系，但在外力撤除后變形仍可完全消除。S點屈服極限ΣS，在屈服階段應力不變而應變不斷增加，這種現象叫屈服。B點強度極限ΣB，讓試件繼續(xù)變形，必須繼續(xù)加載，最高點（B點）所對應的應力。K點應力達到強度極限后，試件局部發(fā)生劇烈收縮的現象，稱為頸縮。,重要的強度指標,低碳鋼在單向拉伸時的應力－應變曲線,工程上具有重要意義的強度指標,材料在受力時總是先發(fā)生彈性變形，即彈性變形是塑性變形的先行階段，而且在塑性變形中還伴隨著一定的彈性變形。,51彈性變形,511彈性變形的本質,定義外力去除后能夠完全恢復的那部分變形。,從原子間結合力的角度來了解它的物理本質。,當原子受力后將偏離其平衡位置，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，外力去除后，原子都會恢復其原始位置。,,彈性變形,512彈性變形的特征和彈性模量,普彈性（應變都是瞬時達到其平衡值）,晶體發(fā)生彈性變形時．應力與應變成線性關系，去掉外力，應變完全消失，晶體恢復到未變形狀態(tài)。彈性變形階段應力與應變服從虎克定律。,正應力,正應變,楊氏模量彈性模量）,彈性變形的主要特征是,1理想的彈性變形是可逆變形，加載時變形，卸載時變形消失并恢復原狀。2金屬、陶瓷和部分高分子材料不論是加載或卸載時，只要在彈性變形范圍內，其應力與應變之間都保持單值線性函數關系，即服從虎克（HOOKE）定律。3彈性變形量隨材料的不同而異。,工程上，彈性模量是材料剛度的度量。在外力相同的情況下，材料的E越大，剛度越大，材料發(fā)生的彈性變形量就越小。,滯彈性（考慮時間的作用，應變滯后應力）,一些實際晶體，在加載或卸載時，應變不是瞬時達到其平衡值，而是通過一種弛豫過程來完成其變化的。這種在彈性極限ΣE范圍內，應變滯后于外加應力，并和時間有關的現象稱為滯彈性或彈性后效。,黏彈性,黏性流動非晶態(tài)固體和液體在很小外力作用下便會發(fā)生沒有確定形狀的流變，并且在外力去除后，形變不能回復。,所謂黏彈性，是指材料不但具有彈性材料的一般特征，同時還具有黏性流體的一些特征。理想彈性固體服從虎克定律，即應力正比于應變；而理想黏性流體服從牛頓定律，即應力正比于應變速率。這是兩種極端的情況，實際材料的行為往往偏離這兩個定律。在外力作用下，材料的應力可以同時依賴于應變和應變速率，也就是兼有固體的彈性和液態(tài)的粘性兩者特征．因此稱作材料的黏彈性。,黏彈性變形具有彈性變形和黏性變形的兩方面特征。黏彈性是高分子的重要力學特性之一。,52晶體的塑性變形,塑性變形材料在外力作用下發(fā)生永久變形而不被破壞的能力。,521單晶體的塑性變形,金屬的塑性變形主要通過滑移方式進行，此外還有孿生與扭折。,A滑移線與滑移帶,將表面經磨制拋光的金屬試樣進行適當的塑性變形，然后作顯微觀察。在拋光的表面出現許多明顯的滑移變形的痕跡，稱為滑移帶。若用電子顯微鏡觀察，發(fā)現每條滑移帶均由許多聚集在一起的相互平行的滑移線所組成?；凭€實際上是晶體表面產生的一個個滑移臺階造成的。,滑移時，滑移面與滑移方向并不是任意的?；泼鎽敲骈g距最大的密排面，滑移方向是原子的最密排方向，此時滑移阻力最小。,B滑移系,一個滑移面和此面上的一個滑移方向合起來叫做一個滑移系。,結論滑移面一般總是密排面，滑移方向一般總是密排方向。每種晶體類型的金屬都具有特定的滑移系?；葡禂的吭蕉?，晶體的塑性越好。,體心立方結構缺乏密排程度足夠高的密排面，故滑移面不太穩(wěn)定，通常低溫為{112}、中溫為{110}，高溫時為{123}，滑移方向很穩(wěn)定總是〈111〉。{112}晶面族共包括12組不同方位的晶面，每晶面上都有一個〈111〉方向。{123}共有24組不同方位的晶面．每晶面也有一個〈111〉方向。加上12個{110}〈111〉滑移系，體心立方共有48個滑移系。,體心立方金屬滑移系較多，故比密排六方結構金屬塑性好。但其滑移面原子密排程度不如面心立方，滑移方向的數目也少于面心立方，故體心立方金屬不如面心立方金屬塑性好。,C滑移的臨界分切應力,該分切應力稱為滑移的臨界分切應力。,當晶體受到外力作用時，不論外力方向、大小和作用方式如何，均可將其分解成垂直某一晶面的正應力與沿此晶面的切應力。只有外力引起的作用于滑移面上、沿滑移方向的分切應力達到某一臨界值時，滑移過程才能開始。,F在滑移方向上切向分力FΤFCOSΛ滑移面面積,橫截面上的正應力,臨界分切應力,分切應力,圓柱形單晶體,當,取向因子達到最大值05,ΣS最小，即用最小的拉應力就能達到ΤK。,取向因子大的為軟取向，取向因子小的為硬取向。當Φ＝90度或當Λ＝90度時，ΣS均為無限大，這就是說，當滑移面與外力方向平行，或者是滑移方向與外力方向垂直的情況下不可能產生滑移。,D滑移時晶面的轉動,單晶體滑移時，除滑移面發(fā)生相對位移外，往作伴隨著晶面的轉功，對于只有一組滑移面的密排六方結構，這種現象尤為明顯。,拉伸時，滑移面趨于與軸向平行；壓縮時，滑移面趨于與軸向垂直。,E多系滑移,變形時晶面轉動,滑移首先在取向最有利的滑移系（其分切應力最大）中進行,另一組滑移面上的分切應力也可能逐漸增加到足以發(fā)生滑移的臨界值以上,晶體的滑移就可能在兩組或更多的滑移面上同時進行或交替地進行,多系滑移,具有多組滑移系的晶體,不同滑移系的位錯相互交截而給位錯的繼續(xù)運動帶來困難,強化機制,對于具有較多滑移系的晶體而言，除多系滑移外，還常可發(fā)現交滑移現象，即兩個或多個滑移面沿著某個共同的滑移方向同時或交替滑移。交滑移的實質是螺位錯在不改變滑移方向的前提下，從一個滑移面轉到相交接的另一個滑移面的過程，可見交滑移可以使滑移有更大的靈活性。,金屬單晶體的典型應力一應變曲線（也稱加工硬化曲線）,I階段易滑移階段,Ⅱ階段線性硬化階段,Ⅲ階段拋物線型硬化階段,當達到晶體的后，應力增加不多，便能產生相當大的變形。此段接近于直線，加工硬化率（斜率）低。,隨著應變量增加，應力線性增長，此段也呈直線，且斜率較大，加工硬化十分顯著。,隨應變增加，應力上升緩慢，呈拋物線型，加工硬化率逐漸下降。,多晶體是由許多取向不同的小單晶體（晶粒）組成的，晶粒與晶粒之間的過渡區(qū)域即為晶界。,522多晶體的塑性變形,晶界在多晶體塑性變形中的四個作用1、協(xié)調作用2、障礙作用（低溫或室溫下）3、促進作用（高溫下）4、起裂作用,多晶體塑性變形的特征,多晶材料形變的基本過程與單晶相同，但復雜得多。其復雜性源自晶界以及鄰接晶粒的限制作用。換言之，外加應力是通過周圍晶粒傳輸到個別晶粒的，同時一個晶粒的形變必然涉及到各鄰接晶粒的形變，多晶材料的強度顯然應高于單晶。由此也可推斷，細化晶粒必能提高材料的強度與硬度。,1．晶粒取向的影響,多晶體塑性變形時要求每個晶粒至少能在5個獨立的滑移系上進行滑移。,處于有利位向的晶粒首先發(fā)生滑移，處于不利方位的晶粒卻還未開始滑移。,多晶體中各晶粒之間的變形要相互協(xié)調與配合。,,施于任何給定晶粒的載荷對于每一可能的滑移系都可分解成切應力和正應力。當切應力超過材料的臨界切應力時，就會造成位錯的產生與運動從而產生材料的塑性變形。材料變形時，正應力分量會造成每個晶粒都在轉動，使運行中的滑移方向愈趨近拉力方向。多晶體的變形是各晶粒聯合變形的總結果。多晶體變形涉及沿滑移面和沿晶界的兩種運動，這就更增加了復雜性，因為滑移可能改變著晶界的方向。,,為協(xié)調已發(fā)生塑變的晶粒形狀的改變，四周晶粒必須是多系滑移。這樣有越來越多的晶粒分批滑移，造成宏觀的塑變效果。面心立方與體心立方滑移系多，各晶粒變形協(xié)調性好，因此塑性好。密排六方滑移系少，協(xié)調性差，塑性也差。,室溫變形時，由于晶界附近滑移受阻，使晶粒內部和晶界變形量不同，所以整個晶粒變形是不均勻。圖為兩個晶粒變形后呈竹節(jié)狀．說明室溫變形時晶界具有明顯強化作用。,晶粒竹節(jié)狀,2．晶界的影響,位錯塞積,在外加應力作用下，只有處在有利位向的晶粒中的那些取向因子最大的滑移系才能首先開動。周圍位向不利的晶粒的各滑移系上的分切應力尚未達到臨界值，所以還沒發(fā)生塑變．處在彈性變形狀態(tài)。當有晶粒塑變時，就意味著其滑移面上的位錯源將不斷產生位錯，大量位錯將沿滑移面源源不斷運動，但由于四周晶粒位向不同，滑移系的位向也不同，運動著的位錯不能越過晶界，于是晶界處將形成位錯的平面塞積群。晶界附近產生的位錯塞積群會對晶內的位錯源產生一反作用力，此反作用力隨位錯塞積群的數目增多而增大。隨外載荷的增加，應力集中和外加應力迭加使相鄰晶粒某滑移系上的分切應力達到臨界值，于是該滑移系起動，開始塑性變形。,晶粒大小對塑性變形的影響,晶粒越細，單位體積所包含的晶界越多，其強化效果越好。這種用細化晶粒提高金屬強度的方法叫細晶強化。屈服強度與晶粒直徑有如下關系,霍爾－佩奇（HALLPETCH）公式,ΣS是多晶體的屈服強度；Σ0相當于極大單晶的屈服強度；K是晶界對變形的影響系數；D是晶粒平均直徑。,多晶體的強度隨其晶粒細化而提高。,多晶體的應力一應變曲線不會出現單晶曲線的第I階段，而且其硬化曲線通常更陡，細晶粒多晶體在變形開始階段尤為明顯。,AL單晶與多晶的曲線比較,3多晶體的應力一應變曲線,塑性變形過程中位錯密度的增加及其所產生的釘扎作用是導致加工硬化的決定性因素。,56高聚物的變形特點,高分子材料受力時，它也顯示出彈性和塑性的變形行為，其總應變?yōu)閺椥宰冃桅由兩種機制組成，即鏈內部鍵的拉伸和畸變，以及整個鏈段的可回復運動。塑性變形ΕV是靠黏性流動而不是靠滑移產生的。,,聚合物產生塑性變形的難易程度與該材料的粘度有關。黏度是流體抗拒流動的程度，是流體分子間相互吸收而產生阻礙分子間相對運動能力的量度，即流體流動的內部阻力。物質在外力作用下，液層發(fā)生位移，分子間產生摩擦，對摩擦所表現的抵抗性稱為絕對黏度，簡稱黏度。黏度高，黏性變形小。高聚物的力學行為強烈依賴于溫度及外力作用時間。,應力應變試驗,不同高分子具有不同的應力應變曲線（非晶態(tài)和晶態(tài)）。非晶態(tài)高聚物典型的應力一應變曲線如圖所示。曲線A是脆性高分子的應力一應變特性，它在材料出現屈服之前發(fā)生斷裂，是脆性斷裂。在這種情況下，材料斷裂前只發(fā)生很小的變形。曲線B是玻璃態(tài)聚合物的應力一應變行為，它在開始時是彈性形變，然后出現了一個轉折點，即屈服點，最后進入塑性變形區(qū)域，材料呈現塑性行為。此時若除去應力，材料不再恢復原樣，而留有永久變形；曲線C是彈性體的應力一應變曲線。高聚物材料品種多樣，根據拉伸行為可分為5種類型軟而弱，硬而脆，強而硬，軟而韌，硬而韌。,,脆性斷裂與韌性斷裂判斷標準1、應力應變曲線2、試樣斷裂面形貌3、沖擊強度同一高聚物材料表現為脆性或韌性與試驗條件或所處環(huán)境有關，溫度和應變速率是主要影響因素。（低溫脆性高溫韌性；拉伸速度提高，韌性下降等）,,,高聚物斷裂時微觀結構的破壞過程A化學鍵破壞B分子鏈滑脫C范德華力或氫鍵破壞,銀紋現象高分子材料表面或內部出現裂紋時，裂紋總是垂直于應力方向，由于裂紋區(qū)的折射率低于高聚物本體，在裂紋和本體高聚物之間的界面上有全反射現象，裂紋看上去呈銀色的光亮條紋，所以形象地稱之為“銀紋”。銀紋是高分子材料特有的現象。裂紋或銀紋在較大的外力作用下會進一步發(fā)展成裂縫，最后使材料發(fā)生斷裂而破壞。,562晶態(tài)高聚物,很多高分子材料在塑性變形時往往會出現均勻形變的不穩(wěn)定性。在試樣某個部位的應變比試樣整體的應變增加得更加迅速，使本來均勻的形變變成了不均勻的形變，呈現出各種塑性不穩(wěn)定性，最常見的和最重要的是拉伸試驗中細頸的形成。圖示為典型的結晶高分子在單向拉伸時的應力應變曲線。,結晶高分子的應力應變曲線比玻璃態(tài)高聚物的拉伸曲線具有更明顯的轉折，整個曲線可分為三段。第一段應力隨應變線性地增加，試樣被均勻地拉長，仲長率可達百分之幾到百分之十幾。過了屈服點后，開始進入第二階段，試樣的截面突然變得不均勻，出現一個或幾個細頸。在第二階段，細頸與非細頸部分的截面積分別維持不變．而細頸部分不斷擴展，非細頸部分逐漸縮短，直至整個試樣完全變細為止。第三階段是應力隨應變的增加而增大直到斷裂點。,A,B,C,D,,當結晶高分子受拉發(fā)生形變時，晶體之間的非晶部分首先發(fā)生形變。所以在施加張力的條件下，觀察片晶和片晶間的無定形區(qū)域的相互作用，能很好地解釋塑性變形的機理。這個過程分如下幾個步驟。,,,END,

簡介：第十章材料的設計與選擇,第一節(jié)材料的設計第二節(jié)材料的選擇,第一節(jié)材料的設計,一、材料設計基礎1材料設計的一般過程首先，分析材料的功能需求，確定材料體系和加工方法，進行材料成分設計和工藝參數優(yōu)化，研制新材料；然后，對新材料進行顯微組織評價、實驗室性能測試，并將預定指標與實際指標進行比較，從使用性能、工藝性能、經濟效益、環(huán)境保護等方面進行綜合評價；最后，將新材料應用于具體產品之中。,2材料的微觀結構與宏觀性能的關系（1晶體結構與宏觀性能（2顯微結構與宏觀性能（3復合結構與宏觀性能,二、材料設計的內容1在電子、原子尺度上研究其運動規(guī)律，探索這些規(guī)律對原子間的鍵合、晶體結構的形成、宏觀性能的定量關系。2在顯微結構尺度上研究化學成分、加工方法、工藝參數的作用，并建立顯微結構特征參數與宏觀性能的定量關系。3基于數據庫、知識庫和專家系統(tǒng)等技術，對以往所獲得的大量有關材料的化學成分、加工工藝和宏觀性能數據進行分析，從中找出經驗規(guī)律，獲取知識，從而利用這些規(guī)律和知識進行材料和加工方法的設計。,三、材料設計方法1經驗設計法經驗設計法的特點1）實驗結果直觀，所得即所需，試驗樣品也就是材料產品。2）試驗條件即為材料生產工藝條件。3試驗設計方法相對比較簡單，一般不需要大量的復雜計算。4）試驗次數較多，造成一定程度上的資源、人力和時間上的浪費。5）對于某些新材料的研制，特別是不能選用現有材料做原材料的新材料，經驗設計方法顯得無能為力，已不能保證材料科學與科學技術的同步發(fā)展。,2科學設計方法（1）科學設計方法的主要途徑1）計算機模擬技術2）知識庫與數據庫技術3）材料設計專家系統(tǒng)（2科學設計方法的應用舉例1）計算機模擬在晶體點缺陷計算中的應用2）分子模擬方法及在高分子材料中的應用3對新材料的晶體結構預言,第二節(jié)材料的選擇,一、材料選擇基礎理想材料應具備的特征1來源廣、市場購買方便；2價格低廉，加工方便；3具備產品所需的性能特征，如力學性能、電學性能、光學性能等；4能夠適應產品使用的溫度、濕度；5經久耐用，使用壽命長；6綠色環(huán)保，易于回收或生物降解。,二、材料的選擇1材料性能與材料選擇使用溫度；強度；延展性；物理性能；耐腐蝕及老化性能；彈性模量；,2材料價格與材料選擇3材料貨源與材料選擇4環(huán)境因素與材料選擇,

簡介：第一章材料科學基礎1作圖表示立方晶體的421210123晶面及346112021晶向。2在六方晶體中，繪出以下常見晶向01210211011001120001等。3寫出立方晶體中晶面族100，110，111，112等所包括的等價晶面。4鎂的原子堆積密度和所有HCP金屬一樣，為074。試求鎂單位晶胞的體積。已知MG的密度3MGM741MG，相對原子質量為2431，原子半徑R0161NM。5當CN6時NA離子半徑為0097NM，試問1當CN4時，其半徑為多少2當CN8時，其半徑為多少6試問在銅（FCCA0361NM）的方向及鐵BCCA0286NM的方向原子的線密度為多少7鎳為面心立方結構，其原子半徑為NM12460NIR。試確定在鎳的（100），（110）及（111）平面上12MM中各有多少個原子。8石英2SIO的密度為2653MGM。試問113M中有多少個硅原子（與氧原子）2當硅與氧的半徑分別為0038NM與0114NM時，其堆積密度為多少（假設原子是球形的）9在800℃時1010個原子中有一個原子具有足夠能量可在固體內移動，而在900℃時910個原子中則只有一個原子，試求其激活能（J原子）。10若將一塊鐵加熱至850℃，然后快速冷卻到20℃。試計算處理前后空位數應增加多少倍（設鐵中形成一摩爾空位所需要的能量為104600J）。11設圖118所示的立方晶體的滑移面ABCD平行于晶體的上、下底面。若該滑移面上有一正方形位錯環(huán)，如果位錯環(huán)的各段分別與滑移面各邊平行，其柏氏矢量B∥AB。1有人認為“此位錯環(huán)運動移出晶體后，滑移面上產生的滑移臺階應為4個B試問這種看法是否正確為什么2指出位錯環(huán)上各段位錯線的類型，并畫出位錯運動出晶體后，滑移方向及滑移量。12設圖119所示立方晶體中的滑移面ABCD平行于晶體的上、下底面。晶體中有一條位錯線DEFED段在滑移面上并平行AB，EF段與滑移面垂直。位錯的柏氏矢量B與DE平行而與EF垂直。試問1欲5計算位錯運動受力的表達式為BF，其中是指什么6位錯受力后運動方向處處垂直于位錯線，在運動過程中是可變的，晶體作相對滑動的方向應是什么方向7位錯線上的割階一般如何形成8界面能最低的界面是什么界面9“小角度晶界都是由刃型位錯排成墻而構成的”這種說法對嗎答案答案1有關晶面及晶向附圖21所示。2見附圖22所示。3100＝100十010001，共3個等價面。110＝110十101101011011110，共6個等價面。111＝111111111111，共4個等價面。121112112211112121211121211211121112112共12個等價面。4單位晶胞的體積為VCU＝014NM3或141028M3

簡介：1武漢理工大學武漢理工大學20022002年研究生入學考試試題年研究生入學考試試題第一部分第一部分必做題必做題一、一、下圖是立方晶胞示意圖，其中I位于HA的中點，J、K、L分別是BCFE、CDGF、EFGH三個面的中心（12分）1請你在圖上標出或分別寫出BCFECDGFEFGHBCIBDGEACG六個晶面的晶面指數（密勒指數）。2寫出ABACAEAFAGAJAKAL八個晶向的晶向指數。3寫出111晶面族的所有等價晶面。二、二、NA2O晶體結構屬于螢石型結構。（15分）1試畫出NA2O的晶胞結構圖。2根據晶胞結構指出3離子的配位數。3該結構存在解理現象嗎請說明理由。4NA2O晶體在擴散溫度范圍進行擴散處理時，結構中易出現何種機制的擴散為什么5在NA2OCAOSIO2系統(tǒng)玻璃中，NA2O對該體系玻璃的電導率和化學穩(wěn)定性有什么影響怎樣抑制其不利影響三、三、（16分）1寫出如下雜質進入基質晶體后可能出項的典型的缺陷反應方程式（即對應典型的置換型固溶體和間隙型固溶體的形成過程的方程式）。（1）MGO加入AL2O3中；（2）TIO2加入AL2O3中；2據此總結書寫組成缺陷反應方程式的規(guī)律性。3燒結AL2O3陶瓷時經常加入MGO或TIO2以降低燒結溫度，根據缺陷化學原理說明加入哪一種外加劑更能促進燒結。四、四、下圖是ABC三元系統(tǒng)相圖，其中有二個二元化合物DF及一個三元化合物G。根據此相圖完成下列問題（20分）3武漢理工大學武漢理工大學20032003年研究生入學考試試題年研究生入學考試試題（共3頁，共十一題，答題時不必抄題，標明題目序號，相圖直接做在試卷上）一、一、解釋下列基本概念（152030分）初次再結晶；二次再結晶；上坡擴散；擴散通量；高分子的鏈結構；高分子的聚集態(tài)結構；位錯滑移，位錯爬移；結晶學晶胞；彌勒指數；玻璃轉變溫度；非晶態(tài)結構弛豫；金屬固溶體；金屬間化合物；重構表面；弛豫表面；一級相變；重構型轉變；廣義固相反應；礦化劑二、二、白云母的理想化學式為KAL2ALSI3O10OH2，其結構如下圖所示，試分析白云母的結構類型、層的構成及結構特點、層內電性及層間結合。（15分）第2題圖三、三、BATIO3和CATIO3均為鈣鈦礦型結構但BATIO3晶體具有鐵電性而CATIO3卻沒有，請給予解釋。（10分）四、四、分析小角度晶界和大角度晶界上原子排列特征以及對材料動力學的擴散過程有何影響（8分）五、在制造ZRO2耐火材料時通常會加入一定量的CAO以改善耐火材料的性能，試解釋其作用原理，并寫出雜質進入基質的固溶方程式。（10分）六、六、從金屬、硅酸鹽、高聚物材料的結構、熔體特征等方面分析這三類材料的結晶有什么共性及個性。（15分）七、七、已知新相形成時除過界面能以外單位體積自由焓變化為1108JM3，比表面能為1JM2，應變能可以忽略不計。試計算界面能為體積自由能的1時球形新相的半徑。與臨界半徑比較，此時的新相能否穩(wěn)定長大形成此新相時系統(tǒng)自由焓變化為多少（12分）八、八、寫出下圖三元無變量點的平衡過程，指出無變量點的性質，畫出三元無變量點與對應的副三角形的幾何分布關系。（8分）