材料科学基础b概念

1、金属键：由金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合称为金属键。离子键：正负离子依靠他们之间的静电引力结合在一起的键合称为离子键。共价键：由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。分子键：借助这种微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用，将原来具有稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合称为离子键。晶体：原子（或分子、离子）在三维空间呈周期性规则排列的固体称为晶体。非晶体：指组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。单晶体：指样品中所含分子（原子或离子）在三维空间呈规则的周期排列的一种固体状态。多晶体：由很多具有相同排列方式但位向不一致的很多小晶粒组成的则称为多晶体。晶胞：为说明点阵排列的规律和特点，可在点阵中取出一个具有代表性的基本单元作为点阵的组成单元，称为晶胞。晶体结构：指晶体中时机质点（原子、离子或分子）的具体排列情况。空间点阵：阵点在空间呈周期性规则排列，并具有完全相同的周围环境，这种由他们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵。（抽象）晶向族：晶体中因对称关系而等价的各晶向归并为一个晶向族。晶面族：在晶体内凡晶面间距和晶面上原子的分布

2、完全相同，只是空间位向不同的晶面可归并为同一晶面族。晶带：所有平行或相交于某一晶向直线的晶面构成一个晶带。配位数：配位数是指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。致密度：致密度是指晶体结构中原子体积占总体积的百分数。相：指合金中具有统一聚集状态、同一晶体结构和性质并以界面互相隔开的均匀组成部分。相组成物：把相看成合金组织的基本单元，包括铁素体、奥氏体、渗碳体。组织组成物：由于形成条件不同，合金中各相结构的晶粒将以不同的数量、形状、大小、和分布等相组合，并在显微镜下可区分的部分，称为组织组成物。（由相组成物构成，如：珠光体【铁素体+渗碳体】、莱氏体【渗碳体+奥氏体】、也可为单相）位错：位错是晶体原子排列的一种特殊组态。从几何结构看分为刃型位错和螺型位错。点缺陷：它是在节点上或邻近的围观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷。包括空位、间隙原子、杂质或溶质原子，以及有他们组成的复杂点缺陷。晶界：属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面称为晶界。小角度晶界：相邻晶粒位向差小于10度的晶界。大角度晶界：相邻晶粒位向差大于10度的晶界。相界：具有不同结构的两相之间的分界面称为相界。层错：实

3、质晶体结构中，密排面的正常堆垛顺序有可能遭到破坏和错排，称为层错。孪晶：指两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个公共晶面构成镜面对称的位向关系，这两个晶体就称为孪晶。合金：指由两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼，烧结或其他方法组合而成，并具有金属特性的物质。固溶体：是以某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入其他组元原子。（溶质原子）所形成的均匀混合的固态熔体。金属间化合物：在金属元素中由两种或多种组元按一定比例构成一个新的点阵，既不是溶质点阵，也不是溶剂点阵，这种复合物称为金属间化合物。间隙固溶体：溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称为间隙固溶体。置换固溶体：当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时，溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子，这种固溶体称为置换固溶体。间隙相：当非金属（X）和金属（M）原子半径的比值rX/rM小于0.59时，形成具有简单晶体结构的相，称为间隙相。间隙化合物：当非金属（X）和金属（M）原子半径的比值rX/rM大于0.59时，形成具有复杂晶体结构的相，称为间隙化合物。电子化合物：由第一族或过渡金属元素与第二到第五族金属元素所形成的

4、的金属化合物。电子浓度：即化合物中每个原子平均所占有的价电子数。有序固溶体：在一定条件下固溶体溶质原子和溶剂原子相互间的点阵中呈有规则排列的固溶体。无序固溶体：溶质原子随机地分布在溶剂晶体中，是一种无次序性或无规律性的固溶体，称为无需固溶体。液相线：由凝固开始温度连接起来的相界线称为液相线。固相线：由凝固终结温度连接起来的相界线称为固相线。固相平均成分线：把每一温度下固相的平均成分点连接起来即为固相平均成分线。匀晶转变：由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变。枝晶偏析：固溶体通常以树枝状生长方式结晶，非平衡凝固导致先结晶的枝干和后结晶的枝间的成分不同，称为枝晶偏析。共晶转变：合金系中某一化学成分的合金在一定温度下，同时由液相中结晶出两种不同成分和不同晶体结构的固相的过程称为共晶转变。包晶转变：已结晶的固相与剩余液相反应形成另一固相的恒温转变。共析转变：一个固相在恒温下转变为另外两个固相的过程。伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得到全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。离异共晶：在共晶反应的合金中，如果成分离共晶点较远，由于初晶相数

5、量较多，共晶相数量很少，共晶中与初晶相同的那一相会依附初晶长大，另外一个相单独分布于晶界处，使得共晶组织的特征消失，这种两相分离的共晶称为离异共晶。上坡扩散：物质从低浓度区向高浓度区扩散。下坡扩散：物质从高浓度区向低浓度区扩散。非稳定扩散：扩散过程中，扩散通道内任意一点的浓度都随时间变化。变形结构：随着塑性变形量增加，多晶体原来取向各不相同的各个晶粒在空间上的取向呈现一定程度的规律性（择优取向）这种组织形态称为变形结构。蠕变：在某温度下恒定应力（通常小于屈服强度）所发生的缓慢而连续的塑性六边现象。柯肯儿效应：置换型溶质原子的扩散中由于溶质和溶剂原子不同的扩散速率导致的不等量扩散的现象。滑移系：滑移面与其面上的滑移方向组成一个滑移系。多系滑移：对于具有多组滑移系的晶体，滑移首先在取向最有利的滑移系中进行，但由于滑移时晶面转动的结果，另一组滑移面上分切应力也可能逐渐增加到足以发生滑移的临界值以上，于是，晶体滑移就可能在两组或更多滑移面上同时进行或交替进行产生多系滑移。交滑移：两个或多个滑移面沿某个共同的滑移方向同时或交替滑移，实质是螺型位错在不改变滑移方向前提下从一个滑移面转到相交接的另一

6、个滑移面的过程。再结晶：将冷变形后的金属加热到一定温度后，在原变形组织中，重新产生了无畸变的新晶粒，而性能也会发生明显变化并恢复到变形前状况，称为再结晶。固溶强化：由于溶质原子的溶入，使固溶体的强度和硬度提升的现象。应变时效：退货状态的低碳钢拉伸到超过屈服点发生少量塑性变形后卸载，然后立即重新加载拉伸，则可见其拉伸曲线不再出现屈服点。此时式样不会发生屈服现象，若带预变形式样在常温下放置几天或200摄氏度左右短时加热后再进行拉伸，则屈服现象出现，且屈服应力进一步提高，称为应时效现象。加工硬化：金属材料经冷加工变形后，强度显著提高，而塑性降低的现象。时效硬化：在金属基体中加入固溶度随温度降低而降低的合金元素，通过变温固溶体淬火处理，形成饱和固溶体，通过时效处理过饱和固溶体，合金元素以一定方式析出，弥散分布在基体中形成沉淀相，从而提高合金强度，称为时效硬化。再结晶的驱动力：变形金属在回复后未被释放的储存能。滑移和孪使的比较：相同点：都为材料塑性变形。不同点：1、滑移使滑移面两侧相对移动一个完整的平移矢量，而孪生则在孪晶内所有面都滑动，滑动距离并非是完整的平移矢量，每个面的滑移量和距孪生面的距离成正比。2、滑移后整个晶体的位向没有改变，而孪生则使孪晶部分的位向与基体成对称。3、滑移使表面出现台阶，抛光后滑移线消失孪生使表面出现浮凸，因孪晶与基体的取向不同，表面重新抛光后并浸蚀仞能看到。金属的强化方式：细晶强化；固溶强化；加工硬化；沉淀强化；晶体缺陷；弥散强化；孪晶强化。影响扩散的因素：温度；固溶体类型；晶体结构；晶体缺陷；化学成分；应力作用。再结晶温度及其影响因素：变形程度；原始晶粒尺寸；微量溶质元素；第二相粒子；再结晶退火工艺参数。晶粒长大的影响因素：温度；分散相粒子；晶粒间相位差；杂质与微量合金元素。

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