湖南大學(xué)材料考研知識(shí)刪減版.doc

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材料科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)總結(jié) 緒論：材料概述及分類 合金：有兩種或者兩種以上的金屬或者金屬與非金屬經(jīng)熔煉、燒結(jié)或其他方法組合而成并具有金屬特性的物質(zhì)。 固溶體：以合金中某一組元作為溶劑，在其晶體點(diǎn)陣中融入其它組元原子，所形成的與溶劑有相同晶體結(jié)構(gòu)、晶格常數(shù)稍有變化的固態(tài)溶體。 置換固溶體：當(dāng)溶質(zhì)原子溶入溶劑中形成固溶體時(shí)，溶質(zhì)原子占據(jù)溶劑點(diǎn)陣的陣點(diǎn)，或者說溶質(zhì)原子置換了溶劑點(diǎn)陣的部分溶劑原子，這種固溶體稱為置換固溶體。 間隙固溶體：溶質(zhì)原子分布于溶劑晶格間隙而形成的固溶體稱為間隙固溶體。 金屬間化合物：金屬和金屬之間，類金屬和金屬原子之間以共價(jià)鍵形式結(jié)合生成的化合物總稱為金屬間化合物，由于金屬間化合物在合金相圖中處于相圖的中間位置，故也稱為中間相。 形成無限固溶體的條件是（即休姆-羅瑟里規(guī)則）： ①溶質(zhì)和溶劑的尺寸差別必須不大于15%，即r1-r2/r1≤15%。 ②兩類原子的電負(fù)性必須相近。 ③兩類原子的價(jià)必須相似。 ④兩個(gè)組分必須具有完全相同的晶體結(jié)構(gòu)類型。 熱塑性聚合物：具有線性和支化高分子鏈結(jié)構(gòu)，在共價(jià)鍵聚合鏈間具有二次鍵，加熱后會(huì)變軟，可反復(fù)加熱和再成形，例如，PE。 熱固性聚合物：具有三維共價(jià)鍵網(wǎng)結(jié)構(gòu)，不溶于任何溶劑，也不能熔融，加熱時(shí)維持原有形狀并降解——燒焦或燃燒，一旦定型后不能再改變形狀，無法再生，例如，橡膠。 相關(guān)真題： 2009年論述題5.試從結(jié)合鍵的角度分析工程材料的分類及特點(diǎn)。(15分) 答：金屬材料：簡(jiǎn)單金屬（指元素周期表上的主族元素）的結(jié)合鍵完全為金屬鍵，過渡族金屬的結(jié)合鍵為金屬鍵和共價(jià)鍵的混合，但以金屬鍵為主；特點(diǎn)：大多數(shù)金屬?gòu)?qiáng)度和硬度較高，塑性較好。 陶瓷材料：是由一種或者多種金屬同一種非金屬（通常為氧）相結(jié)合的化合物，其主要結(jié)合方式為離子鍵，也有一定成分的共價(jià)鍵，特點(diǎn)：硬、脆，不易變形，熔點(diǎn)高。 高分子材料：大分子內(nèi)的原子之間的結(jié)合方式為共價(jià)鍵，而大分子與大分之間的結(jié)合鍵為范德瓦爾鍵和氫鍵。特點(diǎn)：有很高的分子量,質(zhì)輕,密度小,有優(yōu)良的力學(xué)性能、絕緣性能和隔熱性能。 復(fù)合材料：是由兩種或者兩種以上的材料組合而成的物質(zhì)，結(jié)合鍵種類繁多，非常復(fù)雜，性能差異也很大。 2011年簡(jiǎn)答題（10分）10.為什么固溶體強(qiáng)度比純金屬的高？ 答：因?yàn)楹辖饍深愒映叽绮煌?，引起點(diǎn)陣畸變，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，造成固溶強(qiáng)化。 2012年簡(jiǎn)答題（10分）5.按照形成固溶體的條件來討論MgO-CaO能形成何種固溶體。已知Ca2+和Mg2+離子的半徑分別為0.1nm和0.071nm，Ca和Mg的電負(fù)性分別為1.0和1.2。 答：尺寸：(0.1-0.072)/0.1=28%>15%,不符合休姆-羅瑟里規(guī)則；電負(fù)性：Ca的電負(fù)性分別為1.0和Mg的電負(fù)性分別1.2，同一周期上下，接近。晶體結(jié)構(gòu)：MgO和CaO，都為FCCNaCl結(jié)構(gòu)。電子濃度：價(jià)電子數(shù)相同。 綜上所述，根據(jù)形成無限固溶體的條件知，MgO-CaO不能形成無限固溶體，可以形成有限固溶體。 補(bǔ)充試題：1.比較固溶體和金屬間化合物在成分、結(jié)構(gòu)和性能方面的差異。 類別 成分 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 力學(xué)性能特點(diǎn) 固溶體 溶質(zhì)濃度可在固溶度范圍內(nèi)變化 保持溶劑的點(diǎn)陣類型 強(qiáng)度、硬度比溶劑高，但總體看強(qiáng)度硬度依然很低，而塑性、韌性較好 金屬間化合物 成分固定或在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，可用化學(xué)分子式表示 其點(diǎn)陣類型不同于組成它的任一組元 熔點(diǎn)較高、硬度高，而塑性、韌性差 第一章 原子結(jié)構(gòu)與鍵合 金屬鍵 一次鍵 離子鍵 共價(jià)鍵 原子鍵（結(jié)合鍵） 范德瓦爾鍵 二次鍵 氫鍵 所有的一次鍵都涉及到或者電子從一個(gè)原子向另一個(gè)原子的轉(zhuǎn)移，或者電子在原子間的共用。 金屬鍵的本質(zhì)：金屬正離子與自由電子之間的相互吸引。 離子鍵的本質(zhì)：正電性原子和負(fù)電性原子之間的相互吸引。 共價(jià)鍵的本質(zhì)：共價(jià)電子對(duì)的結(jié)合。 二次鍵與一次鍵的根本區(qū)別就是二次鍵既不涉及電子的轉(zhuǎn)移，也不涉及電子的共用，二次鍵是來源于某些原子或分子中形成的電偶極子。一次鍵通常比二次鍵強(qiáng)一至兩個(gè)數(shù)量級(jí)。 金屬?。航饘僬x子與自由電子之間的相互作用構(gòu)成的金屬原子間的結(jié)合力稱為金屬鍵。 離子鍵：電子由正電性原子向負(fù)電性原子的轉(zhuǎn)移形成離子鍵，離子鍵無方向性和飽和性。（影響因素：原子間的高電負(fù)性差值有利于離子鍵的形成） 共價(jià)鍵：相鄰原子由于共享電子對(duì)所形成的價(jià)鍵，具有飽和性和方向性。 鍵-能曲線：將一對(duì)原子或離子有關(guān)的能量描述為兩原子或離子之間距離的函數(shù)的關(guān)系曲線稱為鍵能曲線，它是鍵-力曲線的積分。利用鍵-能曲線，可以估算鍵能、平均鍵長(zhǎng)、彈性模量和線膨脹系數(shù)等。其他外力或能源（如：施加外載荷、電磁場(chǎng)或溫度變化）作用于系統(tǒng)，鍵長(zhǎng)和有效鍵能就有可能改變，從而改變鍵能曲線圖。 在X0處U（x)的大小，即能量勢(shì)阱的深度，就是鍵的固有強(qiáng)度，即鍵能的度量；另，平衡間距X0（原子之間中心到中心的平均距離）對(duì)應(yīng)于鍵長(zhǎng)。鍵能曲線在X0處的曲率正比例彈性模量，曲率半徑越小，彈性模量越大，剛度越大。物理解釋：能量勢(shì)阱的兩壁越陡，將原子從平衡位置移動(dòng)所需的能量越大。線膨脹系數(shù)αth隨鍵能曲線的不對(duì)稱的增大而增大。 2009年簡(jiǎn)答題(10分)1.一次鍵的種類及其本質(zhì)是什么？ 2009年論述題(15分)1.什么是鍵能曲線？利用鍵能曲線可以得到材料的哪些特性參量。采用哪些方法可以改變鍵能曲線的形狀？ 解：略；略；其他外力或能源（如：施加外載荷、電磁場(chǎng)或溫度變化）作用于系統(tǒng)，鍵長(zhǎng)和有效鍵能就有可能改變，從而改變鍵能曲線圖。 2010年簡(jiǎn)答題(10分)1.說明離子晶體、共價(jià)晶體和金屬晶體中原子間的鍵合特征。影響原子間成鍵類型的重要因素有哪些？ 離子晶體一定含有離子鍵，可能含有共價(jià)鍵；共價(jià)晶體只含有共價(jià)鍵；金屬晶體：簡(jiǎn)單金屬晶體只含有金屬鍵，過渡族金屬晶體含有金屬鍵和共價(jià)鍵，以金屬鍵為主。 鍵合特征 ①離子鍵：以離子而不是以原子為結(jié)構(gòu)單元，無方向性和飽和性。 ②共價(jià)鍵：共用電子對(duì)，有飽和性和方向性。 ③金屬鍵：電子共有化，無飽和性和方向性。 影響原子間成鍵類型的重要因素：①電負(fù)性②價(jià)電子數(shù)。電負(fù)性相差大、價(jià)電子數(shù)相差很小容易形成離子鍵，電負(fù)性相差小、價(jià)電子數(shù)相差很大容易形成共價(jià)鍵，電負(fù)性相差不大不小、價(jià)電子數(shù)相差很小容易形成金屬鍵。 2010年簡(jiǎn)答題(10分)2.如何根據(jù)材料的鍵能曲線來判斷材料的彈性模量、膨脹系數(shù)的大?。? 彈性模量：曲率半徑越小，彈性模量越大，剛度越大。物理解釋：能量勢(shì)阱的兩壁越陡，將原子從平衡位置移動(dòng)所需的能量越大。 線膨脹系數(shù)αth：隨鍵能曲線的不對(duì)稱的增大而增大。 2011年論述題（15分）1.定性比較陶瓷材料、金屬材料和高分子材料的彈性模量高低，并從材料中結(jié)合鍵的角度分析存在差異的原因。 答：彈性模量是表征材料在發(fā)生彈性變形時(shí)所需要施加力的大小。在給定應(yīng)力下，彈性模量大的材料只發(fā)生很小的彈性應(yīng)變，而彈性模量小的材料則發(fā)生比較大的彈性應(yīng)變。結(jié)合鍵能是影響彈性模量的主要因素，結(jié)合鍵之間的結(jié)合鍵能越大，則彈性模量越大。由于陶瓷材料主要含有離子鍵和共價(jià)鍵，金屬材料主要含有金屬鍵，而高分子材料分子之間主要是二次鍵起作用，而結(jié)合鍵能的大小順序是離子鍵最高，共價(jià)鍵次之，金屬鍵第三，二次鍵最弱，所以這三種材料的彈性模量由高到低依次是：陶瓷材料、金屬材料、高分子材料。實(shí)際上，常見的陶瓷的彈性模量為250～600GPa，常見的金屬材料的彈性模量為70～350GPa，而高分子材料的彈性模量為0.7～3.5GPa。 2012年簡(jiǎn)答題(10分)1.簡(jiǎn)述一次鍵和二次鍵的本質(zhì)特點(diǎn)，并從結(jié)合鍵的角度討論金屬的力學(xué)性能。 所有的一次鍵都涉及到或者電子從一個(gè)原子向另一個(gè)原子的轉(zhuǎn)移，或者電子在原子間的共用。二次鍵與一次鍵的根本區(qū)別就是二次鍵既不涉及電子的轉(zhuǎn)移，也不涉及電子的共用，二次鍵是來源于某些原子或分子中形成的電偶極子。一次鍵通常比二次鍵強(qiáng)一至兩個(gè)數(shù)量級(jí)。 金屬材料的結(jié)合鍵主要以金屬鍵為主，而金屬鍵是金屬正離子與自由電子之間的相互作用，金屬鍵無飽和性和方向性，因此金屬對(duì)外力響應(yīng)時(shí)無需考慮電荷的性質(zhì)，因而原子間可以相對(duì)滑動(dòng)，并且吸收沖擊能量而不至于破壞金屬鍵，所以金屬材料的強(qiáng)韌性好，塑形變形能力強(qiáng)。 第二章 晶體學(xué)基礎(chǔ) 空間點(diǎn)陣：組成晶體的粒子（原子、離子或分子）在三維空間中形成有規(guī)律的某種對(duì)稱排列，如果我們用點(diǎn)來代表組成晶體的粒子，這些點(diǎn)的空間排列就稱為空間點(diǎn)陣。 單胞：完全描述空間點(diǎn)陣的最小重復(fù)單元稱為單胞。 陣點(diǎn)：?jiǎn)伟捻旤c(diǎn)稱為陣點(diǎn) 點(diǎn)陣常數(shù)：晶胞的大小取決于其三條棱的長(zhǎng)度a，b和c，而晶胞的形狀則取決于這些棱之間的夾角 α，β，γ，我們把a(bǔ)，b，c，α，β，γ這六個(gè)參量稱為點(diǎn)陣常數(shù)。 基元：處在一個(gè)陣點(diǎn)的“物質(zhì)群”稱為基元。 晶體結(jié)構(gòu)：組成晶體的結(jié)構(gòu)基元（分子、原子、離子、原子集團(tuán)）依靠一定的結(jié)合鍵結(jié)合后，在三維空間做有規(guī)律的周期性的重復(fù)排列方式。簡(jiǎn)單的講就是：空間點(diǎn)陣+結(jié)構(gòu)基元=晶體結(jié)構(gòu) 若晶體的性質(zhì)和測(cè)量方向無關(guān)，則稱晶體稱為各向同性的；若晶體的性質(zhì)和測(cè)量方向有關(guān)，則稱晶體是各向異性的。 配位數(shù)（CN）：晶體結(jié)構(gòu)中任一原子周圍最近鄰且等距離的原子數(shù)。 致密度：晶體結(jié)構(gòu)中原子體積占總體積的百分?jǐn)?shù)。 原子堆垛因子（APF）：在晶體結(jié)構(gòu)中原子占據(jù)的體積與可利用的總體積的比率定義為原子堆垛因子。APF=在單胞中原子體積/單胞體積 影響配位數(shù)的因素： ①中心原子的大小。中心原子的最高配位數(shù)決定于它在周期表中的周次。 ②中心原子的電荷。中心原子的電荷高，配位數(shù)就大。 ③中心原子的成鍵軌道性質(zhì)和電子構(gòu)型。從價(jià)鍵理論的觀點(diǎn)來說，中心原子成鍵軌道的性質(zhì)決定配位數(shù)，而中心原子的電子構(gòu)型對(duì)參與成鍵的雜化軌道的形成很重要。 ④配體的性質(zhì)。同一氧化態(tài)的金屬離子的配位數(shù)不是固定不變的,還取決于配體的性質(zhì)。配合物的中心原子與配體間鍵合的性質(zhì)，對(duì)決定配位數(shù)也很重要。 晶向族：晶體中的原子排列情況相同，空間位向不同的一組晶向，稱一個(gè)晶向族，用表示。 晶面族：晶體中具有相同的條件（這些晶面上的原子排列情況和晶面間距分別完全相同），只是空間位向不同（即不平行）的各個(gè)晶面， 總稱為晶面族，用{hkl}表示。 線密度：在晶體方向單位長(zhǎng)度上有原子中心的數(shù)目。ρL=在一個(gè)單胞內(nèi)沿方向上原子中心的數(shù)目/包含在一個(gè)單胞內(nèi)線的長(zhǎng)度 面密度：在晶體學(xué)面單位面積上的原子或離子中心的數(shù)目。ρP=在一個(gè)單胞內(nèi)中心原子一個(gè)面上的原子數(shù)目/包含在一個(gè)單胞中的面的面積。 金剛石：金剛石晶體結(jié)構(gòu)的空間點(diǎn)陣就是一個(gè)面心立方點(diǎn)陣，但決不能說金剛石晶體結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)面心立方點(diǎn)陣穿插而成。因?yàn)檫@樣說，就把只有抽象幾何意義的空間點(diǎn)陣看成了由具體的碳原子構(gòu)成了圖形。 常見的幾個(gè)晶體類型的參數(shù)（務(wù)必牢記） 晶體結(jié)構(gòu) 每個(gè)晶胞內(nèi)的原子數(shù)n 配位數(shù)CN 密排面 原子堆垛因子 密排面間距 密排方向 密排方向最小原子間距 每個(gè)晶胞中四面體間隙個(gè)數(shù) 每個(gè)晶胞中八面體間隙個(gè)數(shù) BCC 2 8 {110} 0.68 <111> 12 6 FCC 4 12 {111} 0.74 <110> 8 4 HCP 6 12 {0001} 0.74 <11-20> a 12 6 2010年簡(jiǎn)答題（10分5.簡(jiǎn)要說明晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣的關(guān)系。 答：空間點(diǎn)陣是把晶體的質(zhì)點(diǎn)抽象為陣點(diǎn)，用來描述和分析晶體結(jié)構(gòu)的周期性和對(duì)稱性，要求各個(gè)陣點(diǎn)的周圍環(huán)境相同，它只有14種類型。而晶體結(jié)構(gòu)是指具體的物質(zhì)粒子排列分布，由于結(jié)構(gòu)基元可以是無窮多種，因而構(gòu)成的具體的晶體結(jié)構(gòu)也有無窮多種。兩者之間的關(guān)系可用“空間點(diǎn)陣+結(jié)構(gòu)基元=晶體結(jié)構(gòu)”來描述。（后面可以不用寫，只是幫助理解：在實(shí)際晶體中，有晶體結(jié)構(gòu)不同但屬于同一種晶體點(diǎn)陣的情況，例如Cu，NaCl和CaF2的晶體結(jié)構(gòu)不同，但它們都屬于面心立方點(diǎn)陣。另外，類似的晶體結(jié)構(gòu)也可能屬于不同的空間點(diǎn)陣，如W和電子化合物CuZn都是體心立方結(jié)構(gòu)，但CuZn屬于簡(jiǎn)單立方點(diǎn)陣，W屬于體心立方點(diǎn)陣。） 2010年簡(jiǎn)答題（10分）9.什么是晶體中原子的配位數(shù)？影響配位數(shù)多少的因素是什么？ 答：晶體中原子的配位數(shù)是反映原子排列緊密程度的物理量之一，指晶格中任一原子周圍與其最近鄰且等距離的原子數(shù)目。一般配位數(shù)越大，晶體排列結(jié)構(gòu)越緊密。因素：略。 2012簡(jiǎn)答題（10分）2.NaCl的晶體結(jié)構(gòu)是否屬于布拉菲點(diǎn)陣？為什么？如果不是，則其點(diǎn)陣為哪種類型？答：不屬于布拉維點(diǎn)陣。如果把NaCl的晶體結(jié)構(gòu)看成14種布拉維點(diǎn)陣任何一種，則它的每個(gè)陣點(diǎn)不可能都具有完全相同的物理環(huán)境和幾何環(huán)境，這不符合空間點(diǎn)陣的定義，所以NaCl的晶體結(jié)構(gòu)不屬于布拉菲點(diǎn)陣。但如果把組元看成質(zhì)點(diǎn)，則其滿足其中一種空間點(diǎn)陣，空間點(diǎn)陣為：面心立方點(diǎn)陣。 2012簡(jiǎn)答題（10分）4.面心立方和密排六方結(jié)構(gòu)中原子的堆垛方式和致密度是否有差異？請(qǐng)加以說明。 面心立方結(jié)構(gòu)式以密排面{111}按ABCABC...順序堆垛而成的，密排六方結(jié)構(gòu)是以密排面{0001}按ABAB...順序堆垛起來的。面心立方結(jié)構(gòu)的致密度為0.74，密排六方結(jié)構(gòu)的致密度也為0.74。 2012簡(jiǎn)答題（10分）8.畫出立方晶系的[100]、[101]晶向和（111）（1-11）晶面。 第三章 晶體的范性形變（塑性變形） 塑性變形：在外載力作用下引起晶體中原子的永久位移稱為塑性變形。 （滑移）臨界分切應(yīng)力：使塑性變形開始發(fā)生的切應(yīng)力稱為臨界分切應(yīng)力，用τCR表示。它是一個(gè)定值，與材料本身性質(zhì)有關(guān)，與外力取向無關(guān)。 Schmid（施密特）定律：對(duì)不同晶體取向的正應(yīng)力與發(fā)生塑性變形的切應(yīng)力之間的關(guān)系的方程，即 σc=τCR/COSθ*COSφ,其中θ為拉力與滑移方向的夾角，φ為拉力與滑移面法線的夾角 ，μ=COSθ*COSφ 稱為施密特因子。 滑移系：晶體通過滑移產(chǎn)生塑性變形時(shí)，由一個(gè)滑移面和位于該滑移面上的一個(gè)滑移方向所構(gòu)成的系統(tǒng)稱為一個(gè)滑移系。用{hkl}來表示。例如，在FCC金屬，（111）[110]是滑移系，相應(yīng)的滑移族是{111}<110>。 關(guān)于滑移系請(qǐng)注意：(l)滑移面總是晶體的密排面, 而滑移方向也總是密排方向。這是因?yàn)槊芘琶嬷g的面間距離最大, 面與面之間的結(jié)合力較小, 滑移的阻力小, 故易滑動(dòng)。而沿密排方向原子密度大,原子從原始位置達(dá)到新的平衡位置所需要移動(dòng)的距離小, 阻力也小。(2)每一種晶格類型的金屬都具有特定的滑移。一般來說, 滑移系的多少在一定程度上決定了金屬塑性的好壞。然而, 在其它條件相同時(shí), 金屬塑性的好壞不只取決于滑移系的多少, 還與滑移面原子密排程度及滑移方向的數(shù)目等因素有關(guān)。 常見的幾種晶體的滑移系(和P8表格一起記憶）： 晶體結(jié)構(gòu) 滑移面 滑移方向 滑移系數(shù)目 BCC {110} {112} {123} <111> 48 FCC {111} <110> 12 HCP {0001} {10-10} <11-20> 3 2009年名詞解釋（5分）8.臨界分切應(yīng)力：晶體中的某個(gè)滑移系是否發(fā)生滑移，決定于力在滑移面內(nèi)沿滑移方向的分切應(yīng)力，當(dāng)分切應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時(shí)，滑移才能開始，此應(yīng)力即為臨界分切應(yīng)力，它是滑移系開動(dòng)的最小分切應(yīng)力。材料的臨界分切應(yīng)力取決于材料的本身性質(zhì)，但和溫度以及材料的純度等也有關(guān)系。 2010年名詞解釋（5分）施密特（Schmid）因子：拉伸變形時(shí)，能夠引起晶體滑移的分切應(yīng)力t的大小取決于該滑移面和晶向的空間位置（φ和θ）。t與拉伸應(yīng)力σ間的關(guān)系為：τCR=σc*COSθ*COSφ，其中COSθ*COSφ被稱為取向因子，或稱施密特因子，取向因子越大，則分切應(yīng)力越大。 2011簡(jiǎn)答題（10分）3.在面心立方（FCC）晶胞中畫出（101）和[110],并分析他們能否構(gòu)成滑移系？ 解：圖略。不能構(gòu)成滑移系，因?yàn)椋?01）和[110]不在一個(gè)平面上。 第四章 晶體中的缺陷 弗侖克爾空位：離位原子進(jìn)入晶體間隙而形成的空位。 空位 點(diǎn)缺陷（零維缺陷） 肖特基空位：離位原子進(jìn)入其他空位或遷移至晶界或 表面而形成的空位。 間隙原子：位于原子點(diǎn)陣間隙的原子 置換原子：位于晶體點(diǎn)陣位置的異類原子 刃型位錯(cuò) 線缺陷(一維缺陷） 缺陷 （表現(xiàn)為各種位錯(cuò)） 螺型位錯(cuò) 混合位錯(cuò) 表面 孿晶界 面缺陷 晶界 小角度晶界： 晶粒位相差小于10 的晶界。 （二維缺陷） 界面 大角度晶界：晶粒位相差大于10 的晶界。 亞晶界 相界：相鄰兩個(gè)相之間的界面。 堆垛層錯(cuò)：是指在密排晶體結(jié)構(gòu)中的整層密排面上的原子發(fā)生了錯(cuò)排，它是 實(shí)際晶體在滑移過程中造成的一種面缺陷，例如，在FCC晶體的 正常堆垛順序?yàn)锳BCABC...,如果在晶體的某個(gè)區(qū)域的堆垛是 ABCBCAABC...，那么在這個(gè)區(qū)域就認(rèn)為含有堆垛層錯(cuò)。 等等 弗侖克爾缺陷：離位原子進(jìn)入點(diǎn)陣的間隙位置，而在晶體中同時(shí)形成數(shù)目相等的空位和間隙原子，這種點(diǎn)缺陷稱為弗侖克爾缺陷，出于尺寸的考慮，大多數(shù)的弗侖克爾缺陷都涉及正離子。（注意與弗侖克爾空位的區(qū)別） 肖特基缺陷：在離子固體中形成的小的正離子和負(fù)離子空位的叢集。在這些叢集中正離子：負(fù)離子的比率要調(diào)整維持電的中性。 位錯(cuò)：晶體中普遍存在的線缺陷，是晶體中某處一列或若干列原子有規(guī)律的錯(cuò)排。位錯(cuò)是引起塑性變形的主要原因。 位錯(cuò)滑移：指在外力作用下，位錯(cuò)線在自身的滑移面（即位錯(cuò)線與伯氏矢量b構(gòu)成的晶面）上的移動(dòng)，結(jié)果導(dǎo)致晶體永久變形，位錯(cuò)的這種運(yùn)動(dòng)不涉及物質(zhì)的輸運(yùn)。 位錯(cuò)攀移： 當(dāng)空位遷到刃型位錯(cuò)多余半原子面的邊緣時(shí)，刃型位錯(cuò)發(fā)生的移動(dòng)，稱為位錯(cuò)攀移，攀移導(dǎo)致位錯(cuò)轉(zhuǎn)移到臨近的平行滑移面上，攀移要求物質(zhì)運(yùn)輸。 柏氏回路：繞著位錯(cuò)通過無缺陷材料的回路稱為柏氏回路，如果在回路中沒有位錯(cuò)，它通常是閉合的。 柏氏矢量b:用來描述位錯(cuò)引起晶格畸變的物理量,它是連接柏氏回路終點(diǎn)到開始點(diǎn)的矢量。該矢量的模是層錯(cuò)的強(qiáng)度，表示晶格總畸變的大小，其方向表示晶格點(diǎn)畸變的方向。一般情況下，該矢量越大，晶體畸變的程度越大。柏氏矢量是位錯(cuò)的一個(gè)不變的性質(zhì)。 全位錯(cuò)：柏氏矢量等于單位點(diǎn)陣矢量或其整數(shù)倍的位錯(cuò)稱為全位錯(cuò)。（其中 實(shí)際晶體中的位錯(cuò) 柏氏矢量恰好等于單位點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)稱為單位位錯(cuò)） 不全位錯(cuò)：柏氏矢量不等于點(diǎn)陣矢量整數(shù)倍的位錯(cuò)稱為不全位錯(cuò)。（其中柏 氏矢量小于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)稱為部分位錯(cuò)或者分位錯(cuò)） 晶界：當(dāng)兩個(gè)任意取向的晶粒，沿一個(gè)任意表面接合時(shí)發(fā)生的界面稱為晶界。晶界是一種面缺陷。 共格界面：所謂共格界面，是指界面上的原子同時(shí)位于兩相晶格的結(jié)點(diǎn)上，即兩相的晶格是彼此鏈接的，界面上的原子為兩者共有。 2008年名詞解釋（5分）全位錯(cuò)；共格界面 2009年名詞解釋（5分）1.位錯(cuò)3.晶界4.柏氏矢量 2010年名詞解釋（5分）3.位錯(cuò)滑移6肖特基（Schttky）空位 2010論述題（15分）3.位錯(cuò)有哪些類型？其位錯(cuò)線與柏氏矢量間的關(guān)系如何？請(qǐng)分析下圖中AB、BC、CD、DA位錯(cuò)線的位錯(cuò)類型。 2010論述題（15分）4.論述面缺陷的種類及對(duì)材料力學(xué)性能的影響。 解：面缺陷包括：表面、晶界、相界、堆垛層錯(cuò)等。影響：界面阻礙為錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，引起界面強(qiáng)化，從而提高了材料的強(qiáng)度。界面阻礙變形，使變形分布均勻，提高了材料的塑性。強(qiáng)度和塑性的提高相應(yīng)使材料的韌性得到改善，因此界面的增加得到細(xì)晶組織，可大大改善材料的力學(xué)性能。 2011年名詞解釋（5分）位錯(cuò)滑移，共格界面 2011年簡(jiǎn)答題（10分）6.比較說明刃型位錯(cuò)與螺型位錯(cuò)的異同點(diǎn) 答：刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)的異同點(diǎn)：①刃型位錯(cuò)位錯(cuò)線垂直于柏氏矢量，螺型位錯(cuò)位錯(cuò)線平行于柏氏矢量；②刃型位錯(cuò)柏氏矢量平行于滑移運(yùn)動(dòng)方向，螺型位錯(cuò)柏氏矢量垂直于滑移運(yùn)動(dòng)方向；③刃型位錯(cuò)可作攀移運(yùn)動(dòng)且只有一個(gè)滑移面，螺型位錯(cuò)只可作滑移運(yùn)動(dòng)但有無數(shù)個(gè)滑移面；④兩者都可以用柏氏矢量表示。 2012年名詞解釋（5分）4.堆垛層錯(cuò) 9.弗侖克爾點(diǎn)缺陷 2012年簡(jiǎn)答題（10分）6.在位錯(cuò)滑移運(yùn)動(dòng)時(shí)，請(qǐng)分析刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)、混合位錯(cuò)的位錯(cuò)線l與柏氏矢量b，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向與位錯(cuò)線l及柏氏矢量b之間的關(guān)系。 答：（備注：畫位錯(cuò)環(huán)） 位錯(cuò) 類型 l與b的關(guān)系 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向與l關(guān)系 位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向與b關(guān)系 刃型位錯(cuò) 垂直 垂直 平行 螺型位錯(cuò) 平行 垂直 垂直 混合位錯(cuò) 成一定角度，既不垂直又不平行 垂直 成一定角度，既不垂直又不平行 第五章 材料強(qiáng)化機(jī)制 應(yīng)變硬化：金屬在冷加工過程中流變應(yīng)力隨應(yīng)變的增加而增加的現(xiàn)象稱為應(yīng)變硬化。其機(jī)理是：金屬在形變過程中位錯(cuò)密度不管增加，使強(qiáng)性應(yīng)力場(chǎng)不斷增大，位錯(cuò)間的交互作用不斷增強(qiáng)，因而位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)越來越困難。 應(yīng)變硬化在生產(chǎn)實(shí)際中有何意義？ 在生產(chǎn)實(shí)際中，應(yīng)變硬化有不利方面，也有有利方面。不利方面是：（1）由于金屬在加工過程中塑性變形抗力不斷增加，使金屬的冷加工需要消耗更多的功率；（2）由于應(yīng)變硬化使金屬變脆，因而在冷加工過程中需要多次中間退火，使金屬軟化，能夠繼續(xù)加工而不致裂開；（3）有些金屬盡管某些性能很好，但由于解決不了加工問題，其應(yīng)用受到很大限制。 有利方面：（1）有些加工方法要求金屬必須有一定的加工硬化；（2）可以通過冷加工控制產(chǎn)品的最后性能；（3）有些零部件在工作條件表面會(huì)不斷硬化，以達(dá)到表面耐沖擊、耐磨損的要求。 材料的主要強(qiáng)化機(jī)制有哪幾種？其強(qiáng)化機(jī)制是什么？ 答：固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、形變強(qiáng)化。其機(jī)理均是通過在金屬中引入大量的缺陷，阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)來提高材料的強(qiáng)度。不同的強(qiáng)化方法的機(jī)理有其特殊性。 固溶強(qiáng)化：利用點(diǎn)缺陷對(duì)位錯(cuò)的阻力使金屬基體獲得強(qiáng)化的一種方法。具體方法是通過在金屬基體中融入一種或數(shù)種溶質(zhì)元素形成固溶體而使金屬?gòu)?qiáng)度、硬度升高。溶質(zhì)元素可以使材料得到強(qiáng)化的微觀機(jī)制在于：無論是間隙式固溶原子還是置換式固溶原子都會(huì)使溶劑金屬的晶格產(chǎn)生畸變，從而產(chǎn)生一內(nèi)應(yīng)力，位錯(cuò)在此內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)受到阻力。 細(xì)晶強(qiáng)化：又稱晶界強(qiáng)化，是指細(xì)化晶粒來提高金屬的強(qiáng)度。其原理在于晶界對(duì)位錯(cuò)滑移的阻滯效應(yīng)。細(xì)晶強(qiáng)化的微觀機(jī)制在于：對(duì)于多晶體來說，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)必須克服晶界的阻力。這是由于晶界兩側(cè)位錯(cuò)的取向不同，所以在某一個(gè)晶粒中滑移的位錯(cuò)不能直接穿越晶界進(jìn)入相鄰的晶粒，只有在晶界處塞集了大量位錯(cuò)后引起應(yīng)力集中，才能激發(fā)相鄰晶粒中已有位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生滑移。所以晶粒越細(xì)，晶界越多，材料的強(qiáng)度就越高。 第二相強(qiáng)化：指在金屬基體（通常是固溶體）中還存在另外一個(gè)或者幾個(gè)相，這些相的存在使金屬的強(qiáng)度得到提高。因獲得第二相的工藝不同，第二相強(qiáng)化分為①沉淀強(qiáng)化：通過相變熱處理獲得第二相②彌散強(qiáng)化：通過粉末燒結(jié)或內(nèi)氧化獲得。第二相強(qiáng)化的微觀機(jī)制是：位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)過程中遇到第二相，需要切過（沉淀強(qiáng)化的小顆粒和彌散強(qiáng)化的顆粒；強(qiáng)度低，有一定塑性）或者繞過（沉淀強(qiáng)化的大顆粒；顆粒硬，不宜變形）第二相，從而第二相（沉淀相和彌散相）阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)。 形變強(qiáng)化：材料屈服以后，隨著形變量的增加，所需的應(yīng)力是不斷增加的，這種現(xiàn)象叫形變強(qiáng)化，也叫加工強(qiáng)化。其機(jī)理是：金屬在形變過程中位錯(cuò)密度不管增加，使強(qiáng)性應(yīng)力場(chǎng)不斷增大，位錯(cuò)間的交互作用不斷增強(qiáng)，因而位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)越來越困難。 2008年論述題（15分）1.介紹合金強(qiáng)化的四種主要機(jī)制及其強(qiáng)化原因。 2009名詞解釋（5分）應(yīng)變硬化 2009年論述題（15分）3.材料的主要強(qiáng)化機(jī)制有哪幾種？其強(qiáng)化機(jī)制是什么？ 2010年簡(jiǎn)答題（10分）10.何謂應(yīng)變硬化？在實(shí)際生產(chǎn)中有何意義？ 2011論述題（15分）6.利用位錯(cuò)理論分析論述第二相粒子對(duì)金屬塑性變形行為及強(qiáng)度的影響。 2012名詞解釋（5分）應(yīng)變硬化 2012年論述題（15分）1.提高金屬材料強(qiáng)度的途徑有哪些？其強(qiáng)化機(jī)制是什么？ 第5章 固體中原子及分子的運(yùn)動(dòng) 上坡擴(kuò)散：在化學(xué)位差為驅(qū)動(dòng)力的條件下，原子由低濃度位置向高濃度位置進(jìn)行的擴(kuò)散。 下坡擴(kuò)散：原子由高濃度區(qū)向低濃度區(qū)的擴(kuò)散叫順擴(kuò)散，又稱下坡擴(kuò)散。 菲克第一定律：在穩(wěn)態(tài)條件下，通過某一截面的擴(kuò)散流量與垂直這個(gè)截面方向上的濃度梯度成正比，其方向與濃度降低方向一致，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 其中J表示擴(kuò)散通量，單位g/c㎡s,D是擴(kuò)散系數(shù)，單位是c㎡/s, dC/dx表示沿x軸的濃度梯度,單位是g/cm4。 菲克第二定律：在非穩(wěn)態(tài)條件下，擴(kuò)散物質(zhì)濃度的變化速率等于擴(kuò)散通量隨位置的變化率，其一般形式為： 擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力：原子擴(kuò)散的真正驅(qū)動(dòng)力是化學(xué)位梯度，而不是濃度梯度。 晶體固體中，擴(kuò)散的微觀機(jī)制有：間隙機(jī)制，空位機(jī)制，交換機(jī)制，填隙機(jī)制等 離子晶體的擴(kuò)散機(jī)制：①空位擴(kuò)散②間隙擴(kuò)散③亞晶格間隙擴(kuò)散。 影響擴(kuò)散的因素： ①溫度的影響：溫度越高，擴(kuò)散越快。 ②晶體結(jié)構(gòu)的影響：結(jié)構(gòu)不同，擴(kuò)散系數(shù)不同。 ③固溶體類型對(duì)擴(kuò)散的影響：不同的固溶體，原子的擴(kuò)散和機(jī)制不同。 ④固溶體濃度對(duì)擴(kuò)散的影響：濃度越大，擴(kuò)散越易進(jìn)行。 ⑤晶體缺陷的影響：晶界、位錯(cuò)、空位都會(huì)對(duì)擴(kuò)散產(chǎn)生影響。 ⑥化學(xué)成分對(duì)擴(kuò)散的影響：加入化學(xué)元素對(duì)擴(kuò)散會(huì)產(chǎn)生阻礙。 ⑦應(yīng)力的作用：不管合金內(nèi)部還是外部存在應(yīng)力，都會(huì)促使擴(kuò)散的進(jìn)行。 2008年名詞解釋（5分）上坡擴(kuò)散 2009年簡(jiǎn)答題（10分）3.在MgO晶體中中摻入Li2O后，晶體的空位濃度如何變化？ 答：晶體中氧的空位濃度增加。因?yàn)槊總€(gè)Li+置換一個(gè)Mg2+，導(dǎo)致?lián)p失一個(gè)正電荷，如果沒有間隙產(chǎn)生，這損失的正電荷必須由產(chǎn)生負(fù)離子空位來平衡。電荷中性要求每?jī)蓚€(gè)Li+雜質(zhì)產(chǎn)生一個(gè)氧空位濃度。所以最終結(jié)果是即使在MgO晶體中中摻入少量的Li2O，晶體中會(huì)產(chǎn)生比熱空位濃度大的多的氧空位濃度。 2009年簡(jiǎn)答題（10分）4.簡(jiǎn)述菲克第一定律和菲克第二定律的含義，寫出表達(dá)式，指明其字母的物理意義。 2009年論述題（15分）2.離子晶體中的擴(kuò)散機(jī)制有哪些？影響因素有哪些？ 2010年簡(jiǎn)答題（10分）7.在氧化物陶瓷中摻雜其它氧化物時(shí)，氧空位濃度會(huì)如何變化？ 2010論述題（15分)2.擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是什么？擴(kuò)散的微觀機(jī)制有哪些？結(jié)合擴(kuò)散理論，談?wù)勆a(chǎn)實(shí)際中如何提高鋼鐵材料的滲碳效率。略；略；從外部來講：加熱至高溫，增加CO/CO2氣體比率；從內(nèi)部講：提高擴(kuò)散系數(shù)D，增加擴(kuò)散激活能。 2011年簡(jiǎn)答題（10分）5.在MgO晶體中中摻入Li2O后，晶體的空位濃度如何變化？ 2011論述題（15分)3.分析和討論影響固態(tài)晶體中原子擴(kuò)散的主要因素。 2012簡(jiǎn)答題（10分）9.提高ZrO2晶體的氧空位濃度可以提高其電導(dǎo)率，請(qǐng)闡述摻雜哪類價(jià)態(tài)的氧化物可以提高其氧空位濃度？ 2012年論述題（15分）4.論述原子擴(kuò)散在金屬材料中的應(yīng)用。 ①固溶強(qiáng)化：合金元素通過擴(kuò)散形成間隙固溶體或置換固溶體，達(dá)到強(qiáng)化金屬的目的，例如C、Cr等元素的作用。 ②時(shí)效強(qiáng)化：合金中的元素通過擴(kuò)散，在金屬基體中偏聚，形成第二相強(qiáng)化金屬，例如Cu-Al合金 ③擴(kuò)散焊接：兩種不同的材料通過擴(kuò)散達(dá)到焊接的目的，多在HIP（熱等靜壓）條件下進(jìn)行 ④熱處理⑤固態(tài)燒結(jié) 第七章 相圖 相：在沒有外力作用下，物理、化學(xué)性質(zhì)完全相同、成分相同的均勻物質(zhì)的聚集態(tài)稱為相，相與相之間有明確的物理界面。關(guān)于“相”要注意：①水的固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三種狀態(tài)是三個(gè)相。②氣體在平衡狀態(tài)下，無論有多少組分，均是均勻的，因此氣相只有一種。③一個(gè)相中可能含有不止一種物質(zhì)，如空氣，固溶體，NaCl溶液等。④一種物質(zhì)可以有幾種相的存在，如冰水混合物。 相圖：反應(yīng)材料在平衡狀態(tài)下相的狀態(tài)（固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)）與溫度及成分關(guān)系的綜合圖形，也稱為平衡圖，狀態(tài)圖，平衡狀態(tài)圖。所謂平衡，是指在一定條件下合金系中參與相變過程的各相的成分和相對(duì)質(zhì)量不再變化所達(dá)到的一種狀態(tài)。 相律：是物質(zhì)發(fā)生相變所遵循的規(guī)律之一，它是表示材料在平衡狀態(tài)下，系統(tǒng)的自由度數(shù)f與組元數(shù)C和平衡相數(shù)P三者之間關(guān)系的定律。當(dāng)壓力不變時(shí)，f=C-P+1。 組元：組成材料最基本、獨(dú)立的物質(zhì)稱為組元。組元可以是純?cè)兀缃饘僭兀‵e，Cu，Al) ；非金屬元素(C,N,O），也可以是化合物（SiO2）。材料可以由單一組元組成，如純鐵，純銅，也可以由多種組元組成，如鋼是由Fe和C兩種組元組成。 杠桿規(guī)律：根據(jù)合金及存在的相的成分計(jì)算在兩相區(qū)所存在的兩個(gè)相的相對(duì)量的方程。ML/Ms=杠桿右端長(zhǎng)/杠桿左端。 共晶反應(yīng)：一種液相在恒溫下同時(shí)結(jié)晶出兩種固相的反應(yīng)叫做共晶反應(yīng)。 包晶反應(yīng)（轉(zhuǎn)變）：包晶反應(yīng)是指一定成分的固相和一定成分的液相，在恒溫下轉(zhuǎn)變成一個(gè)新的一定成分的固相的過程，包晶反應(yīng)用符號(hào)表示為：L+αβ。 均勻形核：金屬結(jié)晶時(shí)的形核方式之一，是在金屬液體中依靠自身的結(jié)構(gòu)均勻自發(fā)地形核。 非均勻形核：金屬結(jié)晶時(shí)的形核方式之一，是依靠外來雜質(zhì)所提供的固相界面非自發(fā)、不均勻地形核。 二元相圖的基本類型：二元?jiǎng)蚓Х磻?yīng)：Lα和下表 等溫轉(zhuǎn)變類型 反應(yīng)式 合金實(shí)例 分解型（共晶式） 二元共晶反應(yīng) Lα+β Pb-Sn 二元偏晶反應(yīng) L1L2+β Cu-Pb 二元熔晶反應(yīng) βα+L Fe-S 二元共析反應(yīng) γα+β　 Cu-Al 二元單析（偏析）反應(yīng) α1α2+β　 Al-Zn 合成型（包晶式） 二元包晶反應(yīng) L+αβ Cu-Zn 二元包析反應(yīng) α+βγ Fe-W 二元合晶反應(yīng) L1+L2γ Fe-Sn 相圖的分析： ①相圖中所有的線條都是代表發(fā)生相轉(zhuǎn)變的溫度和平衡相的成分。合金在加熱或冷卻過程中，每碰到一條線，都表示將發(fā)生某種相轉(zhuǎn)變，并且成分隨溫度的改變也沿著這條線變化。這些線條包括：液相線、固相線、固溶度線、三相恒溫線（亦為固相線）。 ②相圖中由線條圍城相區(qū)，每一種相區(qū)代表相型相同的相區(qū)。二元相圖中的相區(qū)分為單相區(qū)、兩相區(qū)、三相區(qū)。單相區(qū)代表一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的相的成分和溫度的范圍，若單相區(qū)為一直線，則表示相的成分不變。兩相區(qū)的兩個(gè)相就是兩邊相鄰的兩個(gè)相區(qū)的相。在二元相圖中，三相區(qū)必為一水平線，表示等溫反應(yīng)，三個(gè)單向區(qū)分別交于水平線的三個(gè)點(diǎn)，即水平線的兩個(gè)端點(diǎn)和線中間的一點(diǎn)，水平線上下分別與三個(gè)兩相區(qū)毗鄰。 關(guān)于相圖必須遵守的一個(gè)規(guī)律：與水平線端點(diǎn)毗鄰的單相區(qū)邊界線的延長(zhǎng)線必須進(jìn)入兩相區(qū)內(nèi)。 分析復(fù)雜相區(qū)的方法：相圖中有穩(wěn)定化合物時(shí)，以穩(wěn)定化合物為界，把相圖分為幾部分分別進(jìn)行分析。成分固定的化合物在相圖中為一垂直線，以垂直線為界，把相圖分開；成分可變的穩(wěn)定化合物在相圖中為一相區(qū)，此時(shí)可以用虛線（垂線）把相圖分開。這樣把復(fù)雜的相圖分為幾個(gè)簡(jiǎn)單的基本相圖，分別進(jìn)行分析。 2008年名詞解釋（5分）包晶轉(zhuǎn)變 2008年簡(jiǎn)答題（8分）指出相圖的錯(cuò)誤。（圖略） （1） 三相區(qū)必為一水平線，表示等溫反應(yīng)。 （2） 二元系三相平衡時(shí)自由度為零，三個(gè)相均有確定的成分，即三相平衡時(shí)的焦點(diǎn)唯一。 （3） 任何溫度下做連接線都必須分別交于液相線和固相線，不能交于單一液相線或單一固相線。 2009年名詞解釋（5分）共晶反應(yīng) 2009年簡(jiǎn)答題（10分）8.二元相圖中可能發(fā)生的固固相平衡的反應(yīng)有哪些？寫出相應(yīng)的平衡反應(yīng)式。 2010名詞解釋（5分）相圖杠桿定律，包晶反應(yīng)，非均勻形核 2011名詞解釋（5分）非均勻形核，相圖杠桿定律 2011年簡(jiǎn)答題（10分）8.比較二元共晶轉(zhuǎn)變和包晶轉(zhuǎn)變的異同。 答：形同點(diǎn)：①均是恒溫、恒成分轉(zhuǎn)變②兩種轉(zhuǎn)變反映在相圖上均為水平線③都有兩個(gè)固相和一個(gè)液相參與反應(yīng)。 不同點(diǎn)：①共晶反應(yīng)為分解型反應(yīng)，包晶反應(yīng)為合成型反應(yīng) ②共晶反應(yīng)全是固相線，包晶反應(yīng)只有部分是固相線。 ③共晶三角在水平線上，包晶三角在水平線下。 2012名詞解釋（5分）非均勻形核 2012年簡(jiǎn)答題7.簡(jiǎn)述二元系統(tǒng)中共晶反應(yīng)、包晶反應(yīng)和共析反應(yīng)的特點(diǎn)，并計(jì)算三相平衡的自由度。 共晶反應(yīng)為分解型反應(yīng)，其反應(yīng)特點(diǎn)為：Lα+β，自由度為：f=2-3+1=0。 包晶反應(yīng)為合成型反應(yīng)，其反應(yīng)特點(diǎn)為：L+αβ，自由度為：f=2-3+1=0。 共析反應(yīng)為分解型反應(yīng)，其反應(yīng)特點(diǎn)為：γα+β，自由度為：f=2-3+1=0。 第8章 非晶態(tài)與半晶態(tài)材料 聚合物的數(shù)均摩爾質(zhì)量：按分子數(shù)統(tǒng)計(jì)平均的相對(duì)摩爾質(zhì)量稱為數(shù)均相對(duì)摩爾質(zhì)量。 重均相對(duì)摩爾質(zhì)量：按重量統(tǒng)計(jì)平均的相對(duì)摩爾質(zhì)量稱為重均相對(duì)摩爾質(zhì)量。 Z均相對(duì)摩爾質(zhì)量：按Z值統(tǒng)計(jì)平均的相對(duì)摩爾質(zhì)量稱為Z均相對(duì)摩爾質(zhì)量。 聚合物構(gòu)型：用于表述側(cè)基之間關(guān)系的術(shù)語，三種常見的構(gòu)型是無規(guī)立構(gòu)、全同立構(gòu)、間同立構(gòu)。 聚合物的結(jié)晶度：聚合物都只是部分結(jié)晶的，聚合物結(jié)晶度就是指結(jié)晶部分占總數(shù)的百分比，它是表征聚合物材料的一個(gè)重要參數(shù)，聚合物結(jié)晶度變化的范圍很寬，一般從30%～80%。 玻璃轉(zhuǎn)變溫度：對(duì)任何一個(gè)無定形固體，在試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)區(qū)分玻璃行為和橡膠行為的臨界溫度稱為玻璃轉(zhuǎn)變溫度。玻璃轉(zhuǎn)變溫度是所有非晶態(tài)材料的特征。 決定聚合物結(jié)晶度的因素： ①側(cè)基的尺寸：具有尺寸和容積大的側(cè)基不能有效的堆垛，所以很難形成晶體。 ②鏈分支的程度：有分支的鏈要比無分支的鏈形成晶體難得多。 ③立構(gòu)規(guī)整度：無規(guī)立構(gòu)不易排成晶態(tài)材料所要建立的長(zhǎng)程有序方式，而全同立構(gòu)和間同立構(gòu)則容易得多。 ④重復(fù)單元的復(fù)雜性：具有長(zhǎng)的重復(fù)單元的聚合物，它晶化比較慢。 ⑤平行鏈段之間二次鍵合的程度：極性側(cè)基有利于聚合物晶態(tài)區(qū)域的形成。 玻璃的網(wǎng)絡(luò)修飾體：一個(gè)離子它與其近鄰不能形成三個(gè)或更多的鍵，這里通常是指氧化物玻璃。打斷三維網(wǎng)絡(luò)，它們不是良好的玻璃形成體。 2009年名詞解釋（5分）玻璃磚化溫度，聚合物的構(gòu)型 2009年論述題（15分）4.決定聚合物結(jié)晶度的因素有哪些。 2010年名詞解釋（5分）玻璃的網(wǎng)絡(luò)修飾體 2010簡(jiǎn)答題（10分）9.影響聚合物結(jié)晶度的因素有哪些？ 2011年名詞解釋（5分）玻璃轉(zhuǎn)變溫度 2011簡(jiǎn)單題（10分）7.什么叫玻璃的網(wǎng)絡(luò)修飾體？其對(duì)玻璃的結(jié)構(gòu)和性能有何影響？ 2011年論述題（15分）5.什么是聚合物的結(jié)晶度？影響聚合物結(jié)晶度的因素有哪些？ 2012名詞解釋（5分）聚合物的數(shù)均摩爾質(zhì)量 2012年論述題（15分）3.論述提高聚合物結(jié)晶度的措施有哪些？ 要提高聚合物的結(jié)晶度，從結(jié)構(gòu)來說，可以： ①增加分子鏈的對(duì)稱性；②增加分子鏈的立體規(guī)整性；③增加重復(fù)單元的排列有序性，即無規(guī)共聚； ④增加分子鏈內(nèi)含的氫鍵；⑤降低分子鏈的支化度或交聯(lián)度； 從外部因素來看，可以在工廠實(shí)施的方法： ①退火，緩慢降溫可以提高結(jié)晶度②注意應(yīng)力的影響，如橡膠和纖維，應(yīng)力條件下就加速結(jié)晶； ③溶劑的選擇，良溶劑中不易結(jié)晶。