材料科學(xué)與工程基礎(chǔ)考試資料

1、材料與科學(xué)工程基礎(chǔ)復(fù)習(xí)資料第二章重點(diǎn)1物體的三種狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)（至于怎么形成的在課本P12頁(yè)）2根據(jù)電子圍繞原子的分布方式，可以將結(jié)合鍵分為5類，即離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵、分子間作用力和氫鍵。結(jié)合方式有兩大類型：即基本結(jié)合（也叫化學(xué)結(jié)合，包括離子結(jié)合，共價(jià)結(jié)合和金屬結(jié)合）和派生結(jié)合（也叫物理結(jié)合包括分散效用，分子極化和氫鍵）離子鍵概念：離子鍵是有原子核釋放出最外殼層的電子變成正電荷的原子（正離子），與接收其放出電子變成帶負(fù)電荷的

2、原子（負(fù)離子）相互之間的吸引作用（庫(kù)侖力）所形成的一種結(jié)合，分子間作用力包括取向力，誘導(dǎo)力和色散力，（具體形成原因在課本25頁(yè)至32頁(yè)）3在課本P53頁(yè)。晶體是由原子（或離子、分子）在空間周期排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。在晶體中，原子（或離子、分子）按照一定的方式空間做周期排列，隔一定的距離重復(fù)出現(xiàn)，具有三維空間的周期性。非晶態(tài)物質(zhì)（玻璃體）：在他們的內(nèi)部原子像液體那樣雜亂無(wú)章地分布，沒(méi)有周期性排列的規(guī)律，可以看作過(guò)冷液體。玻璃、塑料和松香晶體

3、的特點(diǎn)：1）熔點(diǎn)一定；?2）能自發(fā)地形成規(guī)則的多面體外形；?3）穩(wěn)定性，即晶體中的化學(xué)成分處于熱力學(xué)上的能量最狀態(tài)?4）各向異性，即在晶體中不同的方向上具有不同的物理性質(zhì)；?5）均勻性，即一塊晶體各部分的宏觀性質(zhì)相同。晶體是一種均勻而各向異性的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性固體晶體的類型：離子晶體，共價(jià)晶體，金屬晶體，分子晶體4在P77至81頁(yè)外來(lái)組分（離子，原子或分子）分布在基質(zhì)晶體晶格內(nèi)，類似溶質(zhì)溶解在溶劑中一樣，并不破壞晶體的結(jié)構(gòu)，仍然保持一個(gè)晶相，

4、稱為固溶體(1)按溶質(zhì)原子在點(diǎn)陣中所占位置分為：置換固溶體：溶質(zhì)原子置換了溶劑點(diǎn)陣中部分溶劑原子。間隙固溶體：溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙中。(2)按固溶體溶解度大?。河邢薰倘荏w：在一定條件下溶質(zhì)原子在溶劑中的溶解量有一個(gè)上限起過(guò)這個(gè)限度就形成新相。無(wú)限固溶體：溶質(zhì)原子可以任意比例溶入溶劑晶格中形成的。如:Cu—Ni(3)按溶質(zhì)原子在溶劑中的分布特點(diǎn)分類無(wú)序固溶體：溶質(zhì)原子在溶劑中任意分布無(wú)規(guī)律性。有序固溶體：溶質(zhì)原子按一定比例和有規(guī)律分

5、布在溶劑晶格的點(diǎn)陣或間隙里，長(zhǎng)程有序。(4)根據(jù)固溶體在相圖的位置劃分：端部固溶體（初級(jí)固溶體）和中間固溶體（二次固溶體）5影響置換型固溶體的因素：1離子大小2鍵的性質(zhì)或者極化的影響3晶體結(jié)構(gòu)型和晶胞的大小4電價(jià)的影響影響間隙固溶體的因素1添加原子的大小是和晶格的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)的2添加到間隙位置中的離子，必定需要一些電荷來(lái)平衡以便保持點(diǎn)中性，方法是形成空位，生成置換型固溶體?6在課本112頁(yè).同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變：改變溫度或壓力等條件，可使固體從

6、一種晶體結(jié)構(gòu)變?yōu)榱硪环N晶體結(jié)構(gòu)。3.結(jié)構(gòu)弛豫：是指在外界因素影響下，一個(gè)偏離了原來(lái)平衡態(tài)或亞穩(wěn)態(tài)的體系回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)的過(guò)程4相：所謂“相”，是指系統(tǒng)中的宏觀均勻的部分，或者系統(tǒng)內(nèi)部物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)完全相同的部分。（課本118頁(yè)）自由度：在不引起舊相消失和新相形成的前提下，體系中可自由變動(dòng)的獨(dú)立強(qiáng)度性質(zhì)的數(shù)目，稱為體系在指定條件下的“自由度”。（課本119頁(yè)）6（課本131頁(yè)）晶體中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)周圍都存在著一個(gè)力場(chǎng)，在晶體內(nèi)部，質(zhì)點(diǎn)力場(chǎng)是對(duì)

7、稱的。但在固體表面，質(zhì)點(diǎn)排列的周期重復(fù)性中斷，使處于表面邊界上的質(zhì)點(diǎn)力場(chǎng)對(duì)稱性破壞，表現(xiàn)出剩余的鍵力，2低合金高強(qiáng)度鋼牌號(hào)：例如Q390A“Q”表示屈服點(diǎn)，“390”表示屈服點(diǎn)值為390MPa，“A”表示質(zhì)量等級(jí)為A級(jí)。用途：低合金高強(qiáng)度高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼一般不用熱處理，綜合力學(xué)性能良好，3合金鋼1）合金結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)：例如60Si2Mn“60”表示平均w(C)=0.6%，“Si2”表示平均w(Si)=2%，“Mn”表示平均w(Mn)1.5%。用

8、途：合金結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能優(yōu)于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，常用來(lái)制造重要的零件，如齒輪、軸類、彈簧等2）合金工具鋼牌號(hào)：例1：低合金工具鋼:9SiCr“9”表示平均w(C)=0.9%，“Si”表示平均w(Si)1.5%，“Cr”表示平均w(Cr)1.5%。用途：合金工具鋼的力學(xué)性能優(yōu)于碳素工具鋼，廣泛用于制造各種刃具、量具、模具等。例2：高合金工具鋼高速鋼：W18Cr4V平均w(C)為0.7－0.8%，“W18”表示平均w(W)=18%，“Cr4”表

9、示平均w(Cr)=4%，“V”表示平均w(V)＜1.5%。用于制作車刀、刨刀、鉆頭、銑刀等4鑄鋼1)鑄造碳鋼牌號(hào)：例如ZG230－450表示450—бb≥450MPa；бb表示強(qiáng)度極限，230—бs（σ0.2）≥230MPa；ZG—“鑄鋼”漢語(yǔ)拼音首字母。бs表示屈服極限性能特點(diǎn)：有一定的強(qiáng)度和較好的塑性、韌性，焊接性能良好，切削加工性尚好。用途：作砧座、軸承蓋、齒輪等。2)鑄造合金鋼牌號(hào)：例如ZG30MnSi130——W（C）為0.3

10、%左右。Si——W（Si）為0.9~1.4%Mn——W（Mn）為0.9~1.4%主要特點(diǎn)：耐磨性高。用途：用于受力較大的耐磨零件，如鏈輪、齒輪、承力支架等六1無(wú)機(jī)非金屬材料主要有陶瓷，玻璃，水泥和耐火材料四大類2在無(wú)機(jī)非金屬材料中，經(jīng)常出現(xiàn)的鍵合形式有離子鍵，共價(jià)鍵，氫鍵，范德華鍵，離子共價(jià)混合鍵，離子共價(jià)范德華混合鍵3硅酸鹽結(jié)構(gòu)包括島狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，環(huán)狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，鏈狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)，架狀結(jié)構(gòu)七材料的塑性變形機(jī)理分為滑移和孿

11、生（P278頁(yè)）滑移是在材料在切應(yīng)力作用下沿著一定的晶面和一定的晶向進(jìn)行的切變過(guò)程，孿生是發(fā)生在金屬晶體內(nèi)局部區(qū)域的一個(gè)均勻切變過(guò)程！八：影響脆性韌性轉(zhuǎn)變的微觀結(jié)構(gòu)因素（P298頁(yè)）1晶格類型的影響2成分的影響3晶粒大小的影響4第二相粒子的影響九測(cè)量硬度的常用方法：壓痕（壓力）硬度法（包括布氏硬度、洛氏硬度法，維氏硬度法），回跳硬度法，刻痕（刻劃）硬度法?。≒304）十摩擦與磨損（P309頁(yè)）兩物體接觸區(qū)產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)并消耗能量的現(xiàn)象，稱

12、為摩擦。運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦將導(dǎo)致零件表面材料的逐漸損失，這種現(xiàn)象稱為磨損。二者的關(guān)系：摩擦是磨損的原因，而磨損是摩擦的必然結(jié)果十一疲勞極限和疲勞強(qiáng)度（P320頁(yè)）疲勞強(qiáng)度（疲勞極限）—材料在“無(wú)數(shù)”次重復(fù)交變載荷的作用下而不破壞的最大應(yīng)力。當(dāng)交變應(yīng)力循環(huán)對(duì)稱時(shí)，疲勞極限用σ1表示。疲勞強(qiáng)度在疲勞試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定，試驗(yàn)時(shí)，鋼材的循環(huán)次數(shù)以107為基數(shù)；有色金屬以108為基數(shù)。疲勞斷裂的概念零件在交變載荷作用下經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間工作而發(fā)生突然斷裂的現(xiàn)象(